JP2017537302A - Pressure sensor including a deformable pressure channel - Google Patents

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Abstract

変形可能な圧力道管を含む圧力センサを使用して圧力の感知を実行する技術が、本明細書において説明される。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する物体である。変形可能な圧力道管は、圧力道管の少なくとも一部分がその中に懸架される空洞内の空洞圧力と圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて、構造変形(例えば曲げ変形、せん断変形、伸び変形など)するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する圧力道管である。【選択図】図5Techniques for performing pressure sensing using a pressure sensor that includes a deformable pressure channel are described herein. A pressure channel is an object having a cross section that defines a void. The deformable pressure channel is based on the pressure difference between the cavity pressure in the cavity in which at least a portion of the pressure channel is suspended and the channel pressure in the pressure channel, such as bending deformation. , Shear deformation, elongation deformation, etc.) pressure channel having at least one curved portion. [Selection] Figure 5

Description

[0001]本明細書で説明する主題は、圧力センサに関する。   [0001] The subject matter described herein relates to pressure sensors.

[0002]マイクロメカニカルデバイスは、圧力センサ、加速度計、ジャイロスコープ、および磁力計を含むが、これらに限定されない多種類のセンサを作製するために一般的に使用される。時間の経過とともに、顧客は、センサを組合せセンサに統合することによって、上記のセンサの寸法、コストおよび電力消費量の低減することを絶えず要求する。しかし、異なる製作プロセスが、異なる種類のセンサを製作するためにしばしば使用される。それぞれの種類のセンサに対して異なる製作プロセスを使用することは、統合化を困難にする。   [0002] Micromechanical devices are commonly used to make many types of sensors, including but not limited to pressure sensors, accelerometers, gyroscopes, and magnetometers. Over time, customers are constantly demanding to reduce the size, cost and power consumption of the above sensors by integrating the sensors into the combined sensors. However, different fabrication processes are often used to fabricate different types of sensors. Using different fabrication processes for each type of sensor makes integration difficult.

[0003]従来のマイクロメカニカル圧力センサは、一般的にメンブレン(別名、ダイアフラム)を有する電子パッケージ内に形成され、その電子パッケージは、基体内の空洞上方に基体と共平面であるように延在する。メンブレン下方の圧力に対するメンブレン上方の圧力の相対変化によって、メンブレンを変形させる真の力を生じさせる。容量ベースの原理が変化の規模を検出するために使用されることにより、より大きい容量がより大きい規模に対応する。   [0003] Conventional micromechanical pressure sensors are typically formed in an electronic package having a membrane (also called a diaphragm) that extends to be coplanar with the substrate above the cavity in the substrate. To do. The relative change in pressure above the membrane relative to the pressure below the membrane creates a true force that deforms the membrane. Capacity-based principles are used to detect the magnitude of change so that larger capacity corresponds to a larger magnitude.

[0004]例えば、歪みセンサは、メンブレンの中に組み込まれてもよい。歪みセンサは、メンブレンが作成され得る圧力センサのシリコン基板から形成された圧電材料を含んでもよい。別の例では、電極が空洞内にあってもよく、メンブレンがメンブレンの変形に起因して電極のより近くに移動すると、容量が増加する。この例によれば、電圧がメンブレンと電極との間に印加されると、メンブレン上と電極上との間の電荷の差は、それらの離隔距離に関係する。   [0004] For example, a strain sensor may be incorporated into a membrane. The strain sensor may include a piezoelectric material formed from a silicon substrate of a pressure sensor from which a membrane can be made. In another example, the electrode may be in a cavity and the capacity increases as the membrane moves closer to the electrode due to membrane deformation. According to this example, when a voltage is applied between the membrane and the electrode, the charge difference between the membrane and the electrode is related to their separation distance.

[0005]そのような従来の圧力センサでは、メンブレンのための支持体は、周囲の電子パッケージに取り付けられる。電子パッケージが回路基板に取り付けられるとき、温度および応力の変化は、メンブレンのための支持体中に伝達され、それによって、変化の規模についての誤った示度をもたらすことがある。その上、圧電材料は温度変化に比較的敏感であることがよく知られている。   [0005] In such conventional pressure sensors, the support for the membrane is attached to the surrounding electronic package. When an electronic package is attached to a circuit board, temperature and stress changes can be transferred into the support for the membrane, thereby providing an incorrect indication of the magnitude of the change. Moreover, it is well known that piezoelectric materials are relatively sensitive to temperature changes.

[0006]温度および応力の変化が、センサ内部の引張力、例えばセンサ内部の材料間の熱膨張係数(CTE)値の相違から生じる引張力に起因する場合、温度および応力の変化に基づく示度誤差を除去するために、キャリブレーション技術が使用されることがある。例えば、基準感知要素が一次感知要素と組み合せて使用されることにより、一次感知要素と基準感知要素との間の差動示度が形成されてもよい。しかし、そのようなキャリブレーション技術を使用することは、基板上の領域の相当量を消費し、センサのコストを増大させ、および/または誤差を十分に除去しないことがある。さらにまた、センサ内部以外での応力変化に対する補償ができない可能性がある。   [0006] Indications based on changes in temperature and stress if changes in temperature and stress are due to tensile forces within the sensor, eg, tensile forces resulting from differences in coefficient of thermal expansion (CTE) between the materials within the sensor Calibration techniques may be used to remove errors. For example, the reference sensing element may be used in combination with the primary sensing element to form a differential reading between the primary sensing element and the reference sensing element. However, using such a calibration technique may consume a significant amount of area on the substrate, increase the cost of the sensor, and / or may not adequately eliminate errors. Furthermore, it may not be possible to compensate for stress changes outside the sensor.

[0007]マクロ的な圧力センサは、しばしば、ダイヤルゲージに機械的に結合されたブルドン管の変形に基づいている。   [0007] Macroscopic pressure sensors are often based on a deformation of a Bourdon tube mechanically coupled to a dial gauge.

[0008]とりわけ変形可能な圧力道管を含む圧力センサを使用して圧力センサ技術を実施することについての様々なアプローチが、本明細書で説明される。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する物体である。変形可能な圧力道管は、圧力道管の少なくとも一部分が懸架された空洞内の空洞圧力と、圧力道管内の容器圧力との間の圧力差に基づいて構造変形(例えば曲げ変形、せん断変形、伸び変形など)するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する圧力道管である。   [0008] Various approaches for implementing pressure sensor technology using a pressure sensor including a deformable pressure channel, among others, are described herein. A pressure channel is an object having a cross section that defines a void. A deformable pressure channel is based on a pressure difference between a cavity pressure in a cavity in which at least a portion of the pressure channel is suspended and a vessel pressure in the pressure channel, such as bending deformation, shear deformation, A pressure conduit having at least one curvilinear portion configured to deform (elongate, etc.).

[0009]半導体基板、圧力道管、およびトランスデューサを含む例示的な圧力センサが説明される。半導体基板は、空洞を含む。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する。圧力道管は、空洞内の空洞圧力と圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも第1の部分は、空洞内に懸架される。トランスデューサが、圧力道管の第1の部分に結合される。トランスデューサは、圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する。   [0009] An exemplary pressure sensor is described that includes a semiconductor substrate, a pressure conduit, and a transducer. The semiconductor substrate includes a cavity. The pressure channel has a cross section that defines a void. The pressure passage has at least one curved portion configured to deform based on a pressure difference between the cavity pressure in the cavity and the passage pressure in the pressure passage. At least a first portion of the pressure channel is suspended within the cavity. A transducer is coupled to the first portion of the pressure conduit. The transducer has attributes that change with structural deformation of the pressure channel.

[0010]例示的方法が、また、説明される。第1の例示的方法では、空洞を含む半導体基板が提供される。空隙を画定する断面を有する圧力道管が製作される。圧力道管は、空洞内の空洞圧力と、圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成される少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分は、空洞内に懸架される。圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサが製作される。トランスデューサは、圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する。   [0010] An exemplary method is also described. In a first exemplary method, a semiconductor substrate including a cavity is provided. A pressure channel having a cross section defining a void is fabricated. The pressure passage has at least one curved portion configured to deform structurally based on a pressure difference between the cavity pressure within the cavity and the passage pressure within the pressure passage. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. A transducer is fabricated that is coupled to a portion of the pressure channel. The transducer has attributes that change with structural deformation of the pressure channel.

[0011]第2の例示的方法では、空洞圧力が、圧力センサの半導体基板に含まれる空洞内に受け取られる。道管圧力は、圧力センサの圧力道管内に受け取られる。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する。圧力道管は、空洞圧力と道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分は、空洞内に懸架される。圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサの属性が測定される。属性は、圧力道管の構造変形とともに変化する。   [0011] In a second exemplary method, cavity pressure is received in a cavity included in a semiconductor substrate of the pressure sensor. The channel pressure is received in the pressure channel of the pressure sensor. The pressure channel has a cross section that defines a void. The pressure channel has at least one curved portion configured to deform structurally based on a pressure difference between the cavity pressure and the channel pressure. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. An attribute of a transducer coupled to a portion of the pressure channel is measured. The attributes change with the structural deformation of the pressure channel.

[0012]実例的なシステムが、また、説明される。第1の例示的システムは、空洞論理(空洞ロジック)、道管論理(道管ロジック)、およびトランスデューサ論理(トランスデューサロジック)を含む。空洞論理は、空洞を含む半導体基板を提供するように構成される。道管論理は、空隙を画定する断面を有する圧力道管を製作するように構成される。圧力道管は、空洞内の空洞圧力と、圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分は、空洞内に懸架される。トランスデューサ論理は、圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサを製作するように構成される。トランスデューサは、圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する。   [0012] An illustrative system is also described. The first exemplary system includes cavity logic (cavity logic), channel logic (channel logic), and transducer logic (transducer logic). The cavity logic is configured to provide a semiconductor substrate that includes a cavity. The conduit logic is configured to produce a pressure conduit having a cross section that defines a void. The pressure passage has at least one curved portion configured to deform structurally based on a pressure difference between the cavity pressure in the cavity and the passage pressure in the pressure passage. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. The transducer logic is configured to fabricate a transducer coupled to a portion of the pressure channel. The transducer has attributes that change with structural deformation of the pressure channel.

[0013]第2の例示的システムは、測定論理を含む。圧力センサの半導体基板に含まれる空洞は、空洞圧力を受け取る。圧力センサの圧力道管は、道管圧力を受け取る。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する。圧力道管は、空洞圧力と、道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分は、空洞内に懸架される。トランスデューサは、圧力道管の一部分に結合される。測定論理は、圧力道管の構造変形とともに変化するトランスデューサの属性を測定する。   [0013] A second exemplary system includes measurement logic. A cavity included in the semiconductor substrate of the pressure sensor receives the cavity pressure. The pressure channel of the pressure sensor receives the channel pressure. The pressure channel has a cross section that defines a void. The pressure conduit has at least one curved portion configured to structurally deform based on a pressure difference between the cavity pressure and the conduit pressure. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. The transducer is coupled to a portion of the pressure channel. Measurement logic measures transducer attributes that change with structural deformation of the pressure channel.

[0014]例示的コンピュータプログラム製品が、また、説明される。コンピュータプログラム製品は、プロセッサベースのシステムが圧力センサを製作するのを可能にするためのコンピュータプログラム論理(コンピュータプログラムのロジック)が記録されたコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータプログラム論理は、第1のプログラム論理モジュール、第2のプログラム論理モジュール、および第3のプログラム論理モジュールを含む。第1のプログラム論理モジュールは、プロセッサベースのシステムが空洞を含む半導体基板を提供するのを可能にするためのものである。第2のプログラム論理モジュールは、プロセッサベースのシステムが空隙を画定する断面を有する圧力道管を製作するのを可能にするためのものである。圧力道管は、空洞内の空洞圧力と、圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分は、空洞内に懸架される。第3のプログラム論理モジュールは、プロセッサベースのシステムが圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサを製作するのを可能にするためのものである。トランスデューサは、圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する。   [0014] An exemplary computer program product is also described. The computer program product includes a computer readable medium having recorded thereon computer program logic (computer program logic) for enabling a processor-based system to produce a pressure sensor. The computer program logic includes a first program logic module, a second program logic module, and a third program logic module. The first program logic module is for enabling a processor-based system to provide a semiconductor substrate including a cavity. The second program logic module is for enabling the processor-based system to produce a pressure channel having a cross section that defines a void. The pressure passage has at least one curved portion configured to deform structurally based on a pressure difference between the cavity pressure in the cavity and the passage pressure in the pressure passage. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. The third program logic module is for enabling a processor-based system to produce a transducer coupled to a portion of the pressure channel. The transducer has attributes that change with structural deformation of the pressure channel.

[0015]本要旨は、詳細な説明において下記にさらに説明する単純化形式での概念の選択を導入するために提供される。本要旨は、特許請求される主題の主要特徴または本質的特徴を識別することも、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図してしない。その上、本発明が本文書の詳細な説明および/または別の節で説明する具体的な実施例に限定されないことに留意されたい。そのような実施例は、例示目的だけのために本明細書において提示される。さらなる実施例が、本明細書に含まれる教示に基づいて当業者には明らかになるであろう。   [0015] This summary is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form that are further described below in the detailed description. This summary is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used to limit the scope of the claimed subject matter. Moreover, it should be noted that the present invention is not limited to the specific examples described in the detailed description and / or other sections of this document. Such examples are presented herein for illustrative purposes only. Further embodiments will be apparent to those skilled in the art based on the teachings contained herein.

[0016]本明細書に組み込まれて明細書の一部分を成す添付図面は、実施例を例示し、記述部とともに実施例の原理を説明すること、および、当業者が開示技術を作成し使用するのを可能にすることにさらに役立つ。   [0016] The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, exemplify the embodiments, explain the principles of the embodiments together with the description, and make and use the disclosed techniques by those skilled in the art. Further help to make it possible.

[0017]ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力道管の製作を図示する。[0017] A cross-section of a wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure conduit according to embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力道管の製作を図示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure conduit according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力道管の製作を図示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure conduit according to the embodiments described herein. [0018]本明細書で説明する実施例による鎌形状を有する例示的な変形可能な圧力道管の上面図である。[0018] FIG. 4 is a top view of an exemplary deformable pressure conduit having a sickle shape according to embodiments described herein. [0019]本明細書で説明する実施例による図4に示す変形可能な圧力道管を含む例示的な圧力センサを示す。[0019] FIG. 5 illustrates an exemplary pressure sensor including the deformable pressure conduit shown in FIG. 4 in accordance with embodiments described herein. [0020]本明細書で説明する実施例による2つの感知要素を含む例示的な圧力センサを示す。[0020] FIG. 5 illustrates an exemplary pressure sensor including two sensing elements according to embodiments described herein. 本明細書で説明する実施例による2つの感知要素を含む例示的な圧力センサを示す。Fig. 4 illustrates an exemplary pressure sensor including two sensing elements according to embodiments described herein. [0021]本明細書で説明する実施例によるそれぞれの結合配列を有する例示的な圧力センサを示す。[0021] FIG. 9 illustrates an exemplary pressure sensor having a respective binding arrangement according to embodiments described herein. 本明細書で説明する実施例によるそれぞれの結合配列を有する例示的な圧力センサを示す。Fig. 4 illustrates an exemplary pressure sensor having a respective coupling arrangement according to embodiments described herein. 本明細書で説明する実施例によるそれぞれの結合配列を有する例示的な圧力センサを示す。Fig. 4 illustrates an exemplary pressure sensor having a respective coupling arrangement according to embodiments described herein. [0022]本明細書で説明する実施例による圧力センサの側面図である。[0022] FIG. 6 is a side view of a pressure sensor according to an embodiment described herein. [0023]本明細書で説明する実施例による複数空洞圧力センサの簡略上面図である。[0023] FIG. 6 is a simplified top view of a multi-cavity pressure sensor according to embodiments described herein. [0024]ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。[0024] A cross-section of a wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサの製作を例示する。A cross section of the wafer is shown to illustrate the fabrication of a pressure sensor according to the embodiments described herein. [0025]本明細書で説明する実施例による開口部を有する圧力道管を表す。[0025] Fig. 4 represents a pressure conduit having an opening according to embodiments described herein. [0026]本明細書で説明する実施例による圧力センサを製作するための例示的な方法のフローチャートを表す。[0026] FIG. 6 depicts a flowchart of an exemplary method for fabricating a pressure sensor according to embodiments described herein. [0027]本明細書で説明する実施例による例示的な製作システムのブロック線図である。[0027] FIG. 2 is a block diagram of an exemplary fabrication system in accordance with embodiments described herein. [0028]本明細書で説明する実施例による圧力センサを使用するための例示的な方法のフローチャートを表す。[0028] FIG. 6 depicts a flowchart of an exemplary method for using a pressure sensor according to embodiments described herein. [0029]本明細書で説明する実施例による例示的な測定システムのブロック線図である。[0029] FIG. 4 is a block diagram of an exemplary measurement system according to embodiments described herein. [0030]様々な実施例を実装するために使用されてもよい計算システムのブロック線図である。[0030] FIG. 6 is a block diagram of a computing system that may be used to implement various embodiments.

[0031]開示技術の機能および効果が、図面(図面において同様の参照記号が全体を通して対応する要素を識別する)とともに考慮されると、下記で述べる詳細な説明からより明らかになることであろう。図面において、同様の参照番号は、全体として、同一の、機能的に同様の、および/または構造的に同様の要素を示す。要素が最初に現れる図面は、対応する参照番号の左端の数字によって表示される。
I.導入
[0032]以下の詳細な説明は、本発明の例示的な実施例を図示する添付図面を参照する。しかし、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されず、その代わりに、添付の特許請求の範囲によって規定される。したがって、添付図面に示された実施例以外の実施例、例えば図示する実施例の修正された変形例は、それにもかかわらず本発明によって包含され得る。
[0031] The function and effect of the disclosed technology will become more apparent from the detailed description set forth below when considered in conjunction with the drawings, in which like reference characters identify corresponding elements throughout. . In the drawings, like reference numbers generally indicate identical, functionally similar, and / or structurally similar elements. The drawing in which an element first appears is indicated by the leftmost digit in the corresponding reference number.
I. Introduction
[0032] The following detailed description refers to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the invention. However, the scope of the invention is not limited to these examples, but instead is defined by the appended claims. Accordingly, embodiments other than those illustrated in the accompanying drawings, for example, modified variations of the illustrated embodiments, may nevertheless be encompassed by the present invention.

[0033]説明する実施例を示す「一実施例」、「実施例」、「例示的な実施例」などへの本明細書での参照は、特定の機能、構造、または特徴を含んでもよいが、すべての実施例が、必ずしもその特定の機能、構造、または特徴を含まなくともよい。その上、そのような慣用句が、必ずしも同じ実施例を参照するというわけではない。さらにまた、実施例に関連して特定の機能、構造、または特徴が説明されるとき、別の実施例に関連してそのような機能、構造、または特徴を実装することが当業者の知識の範囲内にあると考えられる。
II.例示的な実施例
[0034]本明細書で説明する例示的な実施例は、変形可能な圧力道管を含む圧力センサを使用して、圧力センサ技術(例えば容量ベースの圧力センサ技術)を実行することができる。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する物体である。変形可能な圧力道管は、圧力道管の少なくとも一部分が懸架された空洞内の空洞圧力と、圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造的変形(例えば曲げ変形、せん断変形、伸び変形など)するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する圧力道管である。
[0033] References herein to “one embodiment”, “examples”, “exemplary examples”, etc., that illustrate the described embodiments may include specific functions, structures, or features. However, all embodiments may not necessarily include that particular function, structure, or feature. Moreover, such idioms do not necessarily refer to the same embodiment. Furthermore, when a particular function, structure, or feature is described in connection with an embodiment, it is known to those skilled in the art to implement such function, structure, or feature in connection with another embodiment. It is considered to be within range.
II. Illustrative example
[0034] The exemplary embodiments described herein can implement pressure sensor technology (eg, volume-based pressure sensor technology) using a pressure sensor that includes a deformable pressure channel. A pressure channel is an object having a cross section that defines a void. A deformable pressure channel is based on a pressure difference between a cavity pressure in a cavity in which at least a portion of the pressure channel is suspended and a pressure in the pressure channel, such as bending deformation, shearing. A pressure conduit having at least one curved portion configured to deform, e.g. deform).

[0035]圧力センサは、単結晶シリコンの1つのピースから刻まれる構造を含んでもよい。単結晶シリコンの1つのピースからその構造を刻むことは、機械的観点から、例えば、シリコンが比較的少ない欠陥しか含まない(例えば欠陥がない)、および/またはシリコンが比較的良好に管理された材料であり得るという理由からの利益を提供してもよい。本明細書で説明するいくつかの圧力センサは、容量ベースであり、それらの圧力センサが圧力差を測定するための1つまたは複数のコンデンサを含むことを意味する。短絡していない平板を有するコンデンサを製作するために、絶縁技術が使用されてもよい。例えば、トレンチ絶縁処理が利用されてもよく、この処理においては、構造が刻まれる前に絶縁区間がウェハ中に埋め込まれることにより、絶縁区間が構造のピースを電気的に絶縁するが、機械的に一緒に結合する。本明細書で言及される絶縁技術は、容量ベースの圧力センサでの使用に限定されないことが理解されるであろう。例えば、絶縁技術は、任意の好適な種類の圧力センサ(例えば容量ベースでない圧力センサ)において使用されてもよい。ウェハ中に絶縁区間を埋め込むためのいくつかの例示的技術が、「強化マイクロ電気機械システムデバイスおよびその製造方法(Strengthened Micro−Electromechanical System Devices and Methods of Making Thereof)」という名称の米国特許出願公開第2012/0205752号に記載されている。   [0035] The pressure sensor may include a structure engraved from one piece of single crystal silicon. Engraving the structure from a single piece of single crystal silicon, for example, from a mechanical point of view, silicon contains relatively few defects (eg, is free of defects) and / or silicon is relatively well managed A benefit may be provided because it may be a material. Some pressure sensors described herein are capacitive based, meaning that they include one or more capacitors for measuring pressure differences. Insulation techniques may be used to fabricate capacitors having flat plates that are not shorted. For example, a trench isolation process may be utilized, in which the insulating section is embedded in the wafer before the structure is engraved so that the insulating section electrically insulates the pieces of the structure, but mechanically To join together. It will be appreciated that the isolation techniques referred to herein are not limited to use with capacitive-based pressure sensors. For example, the isolation technique may be used in any suitable type of pressure sensor (eg, a pressure sensor that is not capacitive based). A number of exemplary techniques for embedding an isolation section in a wafer are disclosed in US patent application entitled “Strengthened Micro-Electromechanical Devices and Methods of Making Theof”. 2012/0205752.

[0036]本明細書で説明される例示的な技術は、圧力感知のための従来技術と比較して様々な利益を有する。例えば、例示的な技術は、比較的低い応力/温度感度によって特徴付けられてもよい。したがって、例示的な技術は、従来の圧力感知技術よりも外側パッケージ応力によって影響を受けない可能性がある。例えば、本明細書で説明する例示的な圧力センサは、外側引張力が圧力センサの感知領域に伝達されるのを妨げる、圧力道管を物理的に支持するように構成された支持物を有してもよい。圧力センサの感知領域は、半導体基板内の空洞によって画定される。それに応じて、例示的技術は、温度起因の外側パッケージ応力が圧力センサ内部に結合されるのを妨げつつ、外側圧力変化を圧力センサ内部に結合することができてもよい。   [0036] The exemplary techniques described herein have various benefits compared to the prior art for pressure sensing. For example, exemplary techniques may be characterized by relatively low stress / temperature sensitivity. Thus, the exemplary technique may be less affected by outer package stress than conventional pressure sensing techniques. For example, the exemplary pressure sensor described herein has a support configured to physically support a pressure channel that prevents external tensile forces from being transmitted to the sensing area of the pressure sensor. May be. The sensing area of the pressure sensor is defined by a cavity in the semiconductor substrate. Accordingly, the exemplary technique may be able to couple the outer pressure change inside the pressure sensor while preventing the temperature-induced outer package stress from being coupled inside the pressure sensor.

[0037]例えば、圧力道管が基板に接続する点と、圧力道管がトランスデューサに接続する点との間の距離は、比較的小さくてもよい。別の例では、トランスデューサが基体に接続する点と、トランスデューサが圧力道管に接続する点との間の距離は、比較的小さくてもよい。さらに別の例では、圧力道管が基板に接続する点と、トランスデューサが基板に接続する点との間に距離は、比較的小さくてもよい。上記比較的小さい距離のうちの任意の1つまたは複数のものによって特徴付けられる圧力センサを製作することは、従来の圧力センサと比較して、パッケージ応力が圧力センサに入る確率が比較的低くなり得る。例えば、上記の距離のうちの任意の1つまたは複数のものは、周囲の長方形のより小さい辺の長さの1/3以下であってもよく、その長方形は、圧力道管の少なくとも一部分が中に懸架される空洞を囲む(圧力センサが製作されるウェハの平面内の)最小面積を有する長方形である。説明される圧力センサは、温度変化に反応しなくてもよい。説明される圧力センサは、従来の圧力センサと比較して、比較的高いSN比(SNR)によって特徴付けられてもよい。   [0037] For example, the distance between the point where the pressure conduit connects to the substrate and the point where the pressure conduit connects to the transducer may be relatively small. In another example, the distance between the point where the transducer connects to the substrate and the point where the transducer connects to the pressure channel may be relatively small. In yet another example, the distance between the point where the pressure conduit connects to the substrate and the point where the transducer connects to the substrate may be relatively small. Making a pressure sensor characterized by any one or more of the above relatively small distances has a relatively low probability that package stress will enter the pressure sensor compared to a conventional pressure sensor. obtain. For example, any one or more of the above distances may be no more than one third of the length of the smaller side of the surrounding rectangle, where the rectangle is at least a portion of the pressure channel. A rectangle with a minimum area (in the plane of the wafer on which the pressure sensor is fabricated) surrounding the cavity suspended therein. The described pressure sensor may not react to temperature changes. The described pressure sensor may be characterized by a relatively high signal-to-noise ratio (SNR) compared to conventional pressure sensors.

[0038]本明細書で説明する例示的な圧力センサは、比較的低い製造コストによって特徴付けられてもよい。例えば、説明する圧力センサは、現在の製作技術に基づいて製作されてもよい。説明する圧力センサは、慣性センサ、例えば加速度計および/またはジャイロスコープを製作するために使用されるプロセスに類似するか同じである製作プロセスを使用して製作することが可能な場合がある。例えば、そのような加速度計および/またはジャイロスコープと同じウェハの上に(例えば同時に)圧力センサを構築することは、圧力センサのコストを低減する場合がある。圧力センサは、加速度計および/またはジャイロスコープと共通の感知原理(例えば可変容量ベースの動作感知)を共有してもよい。したがって、圧力センサ、加速度計および/またはジャイロスコープが回路を共有することにより、それらを同じウェハ上に製作することが、ウェハまたはその上に製作されるデバイスの比較的小さいコスト付加しかもたらさないことがある。   [0038] The exemplary pressure sensor described herein may be characterized by a relatively low manufacturing cost. For example, the described pressure sensor may be fabricated based on current fabrication techniques. The pressure sensor described may be capable of being fabricated using a fabrication process that is similar to or the same as the process used to fabricate inertial sensors, such as accelerometers and / or gyroscopes. For example, building a pressure sensor on the same wafer as such an accelerometer and / or gyroscope (eg, simultaneously) may reduce the cost of the pressure sensor. The pressure sensor may share a common sensing principle (eg, variable capacitance based motion sensing) with the accelerometer and / or gyroscope. Thus, because pressure sensors, accelerometers and / or gyroscopes share circuitry, making them on the same wafer only adds to the relatively small cost of the wafer or device fabricated on it. There is.

[0039]図1〜3は、ウェハの断面100、200、および300を示して、本明細書で説明する実施例による圧力道管の製作を図示する。製作は、「マイクロメカニカルデバイスのためのトレンチ絶縁(Trench Isolation for Micromechanical Devices)」という名称の米国特許第6,239,473号に記載されるようなマイクロメカニカルデバイスを構築するために使用するプロセスに基づいてもよいが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。米国特許第6,239,473号に記載されるプロセスの一部分が、図1〜3に表される。   [0039] FIGS. 1-3 illustrate wafer cross-sections 100, 200, and 300 to illustrate the fabrication of a pressure conduit according to the embodiments described herein. Fabrication is in the process used to construct micromechanical devices as described in US Pat. No. 6,239,473, entitled “Trench Isolation for Micromechanical Devices”. Although the scope may be based on, the scope of the exemplary embodiment is not limited thereto. A portion of the process described in US Pat. No. 6,239,473 is represented in FIGS.

[0040]図1に示すように、トレンチ104がウェハ102内に形成される。本明細書で論じるウェハは、例示のために、シリコンウェハと呼ばれてもよいが、限定を意図されないことに留意されたい。それぞれのウェハ(例えばウェハ102)は、シリコン、ヒ化ガリウムなどの任意の好適な種類の材料を含んでもよいが、これらに限定されないことが認識されるであろう。トレンチ104は、高エッチング速度、高選択性エッチングを使用して深掘り反応性イオンエッチングによって形成されてもよいが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。トレンチ104は、例えば、SF6ガス混合物を使用する高密度プラズマ内でエッチングされてもよい。SF6ガス混合物を使用する高密度プラズマ内でトレンチをエッチングする一技術が、「シリコンの異方性エッチング方法(Method of Anisotropically Etching Silicon)」という名称の米国特許第5,501,893号に記載されている。   [0040] A trench 104 is formed in the wafer 102 as shown in FIG. It should be noted that the wafers discussed herein may be referred to as silicon wafers for purposes of illustration, but are not intended to be limiting. It will be appreciated that each wafer (eg, wafer 102) may include any suitable type of material such as, but not limited to, silicon, gallium arsenide, and the like. The trench 104 may be formed by deep reactive ion etching using a high etch rate, high selectivity etch, although the scope of the exemplary embodiment is not limited thereto. The trench 104 may be etched in a high density plasma using, for example, a SF6 gas mixture. One technique for etching trenches in a high density plasma using SF6 gas mixture is described in US Pat. No. 5,501,893 entitled “Method of Anisotropically Etching Silicon”. ing.

[0041]トレンチ104は、トレンチ104の断面において、ウェハ102の最上面116と直角をなす軸115に沿った各点において様々な幅を有してもよい。トレンチ104を形成するために使用するエッチングは、トレンチ104のプロファイルが、トレンチ104の底部108の幅W2よりも狭い幅W1を有するトレンチ104の開口部106によって内曲するかまたは先細りになるよう制御され得る。そのような先細りは、電気絶縁が以降の処理において達成される確度を増大させ得る。先細りプロファイルは、不活性化の程度を調整することによって、または、エッチング中の放電のパラメータ(例えば電力、ガス流動および/または圧力)を変えることによって、反応性イオンエッチングにおいて達成されてもよい。トレンチ104が誘電体によって少なくとも部分的に充填されることができるので、開口部106の幅W1は、比較的小さい(例えば2ミクロン(μm)未満)ように選ばれてもよい。トレンチ104の深さDは、10〜50μmの範囲内にあってもよい。トレンチ104の底部108の幅W2は、2〜3μmの範囲内にあってもよい。上記の例示的な幅および深さの測定値は、例示のために提供され、限定を意図されない。任意の好適な幅および深さの値が使用されてもよいことが認識されるであろう。   [0041] The trench 104 may have various widths at points along the axis 115 that are perpendicular to the top surface 116 of the wafer 102 in the cross-section of the trench 104. The etch used to form the trench 104 is controlled so that the profile of the trench 104 is bent or tapered by the opening 106 of the trench 104 having a width W1 that is narrower than the width W2 of the bottom 108 of the trench 104. Can be done. Such a taper can increase the accuracy with which electrical insulation is achieved in subsequent processing. The taper profile may be achieved in reactive ion etching by adjusting the degree of passivation or by changing the parameters of the discharge during etching (eg, power, gas flow and / or pressure). Since the trench 104 can be at least partially filled with a dielectric, the width W1 of the opening 106 may be selected to be relatively small (eg, less than 2 microns (μm)). The depth D of the trench 104 may be in the range of 10 to 50 μm. The width W2 of the bottom 108 of the trench 104 may be in the range of 2 to 3 μm. The above exemplary width and depth measurements are provided for purposes of illustration and are not intended to be limiting. It will be appreciated that any suitable width and depth values may be used.

[0042]トレンチ104の最大幅WTRは、軸115に沿った点におけるトレンチ104の幅として規定され、その幅は、軸115に沿った任意の別の点でのトレンチ104の幅よりも小さくない。トレンチ104の最大幅WTRは、トレンチ104の深さDよりも概ね小さくてもよいが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。トレンチ104のアスペクト比は、D/WTR(すなわち、トレンチ104の深さをトレンチ104の最大幅で除したもの)として規定される。アスペクト比は、任意の好適な値(例えば3超(3よりも大きい)、3.5超(3.5よりも大きい)、4超(4よりも大きい)、5超(5よりも大きい)など)であってもよい。例えば、トレンチ104は、4超(4よりも大きい)のアスペクト比を有するように構成されることにより、本明細書で説明する例示的な圧力センサの製造性および/または圧力感知性能を向上させる。 [0042] The maximum width WTR of the trench 104 is defined as the width of the trench 104 at a point along the axis 115, which is smaller than the width of the trench 104 at any other point along the axis 115. Absent. Although the maximum width WTR of the trench 104 may be generally smaller than the depth D of the trench 104, the scope of the exemplary embodiment is not limited thereto. The aspect ratio of the trench 104 is defined as D / W TR (ie, the depth of the trench 104 divided by the maximum width of the trench 104). The aspect ratio can be any suitable value (eg, greater than 3 (greater than 3), greater than 3.5 (greater than 3.5), greater than 4 (greater than 4), greater than 5 (greater than 5). Etc.). For example, the trench 104 is configured to have an aspect ratio greater than 4 (greater than 4) to improve the manufacturability and / or pressure sensing performance of the exemplary pressure sensor described herein. .

[0043]トレンチ104をエッチングすることは、誘導結合プラズマ(ICP)内でエッチングステップ(SF6とアルゴンと混合物)を不活性化ステップ(アルゴンを有するフレオン)と交互することを含むことにより、フォトレジスト(>50:1)および酸化物(>100:1)に対する高い選択性において2μm/分を上回るエッチング速度を達成してもよい。エッチングサイクルの電力および継続時間は、トレンチ104が先細りプロファイルを達成するために深くなるにつれて増加されてもよい。トレンチ104の幾何形状が内曲する様に示されるが、任意のトレンチプロファイルは、ミクロ構造処理における調整によって適応されてもよい。十分な絶縁結果は、様々な公知のトレンチエッチング化学のうちの任意のものによって達成されてもよい。   [0043] Etching the trench 104 includes alternating the etching step (mixture of SF6 and argon) with the passivation step (freon with argon) in an inductively coupled plasma (ICP). Etch rates greater than 2 μm / min may be achieved with high selectivity to (> 50: 1) and oxide (> 100: 1). The power and duration of the etch cycle may be increased as trench 104 is deepened to achieve a tapering profile. Although the trench 104 geometry is shown to be inwardly curved, any trench profile may be accommodated by adjustments in the microstructure process. Sufficient insulation results may be achieved by any of a variety of known trench etch chemistries.

[0044]図2に示すように、ウェハ102は、酸化される。ウェハ102を酸化させることによって、二酸化ケイ素層210(または別の好適な絶縁誘電材料)が、ウェハ102の最上面116に、ならびにトレンチ104の側壁218および底部108に沿って設けられている。例えば、二酸化ケイ素層210は、二酸化ケイ素ライニングをトレンチ104の側壁218および底部108に沿って形成してもよい。二酸化ケイ素層210の厚さは、例えば、1μmを上回ってもよい。二酸化ケイ素層210の形成は、化学気相成長(CVD)技術を使用して、または比較的高い温度でのシリコンの酸化反応によって達成されてもよい。熱的酸化では、ウェハ102は、900〜1150℃の範囲内の温度で酸素の豊富な環境に曝露されてもよい。この例では、酸化プロセスは、二酸化ケイ素層210を形成するためにシリコン表面を消費する。ウェハは、任意の好適な種類の半導体材料から形成されてもよく、その表面は、二酸化ケイ素以外の酸化物層を形成するために消費されてもよいことが認識されるであろう。このプロセスから生じた容積拡大は、トレンチ104の側壁218を互いに侵害させ、二酸化ケイ素層210が、場所214で密封することにより、開口部106を閉鎖する。   [0044] As shown in FIG. 2, the wafer 102 is oxidized. By oxidizing the wafer 102, a silicon dioxide layer 210 (or another suitable insulating dielectric material) is provided on the top surface 116 of the wafer 102 and along the sidewalls 218 and bottom 108 of the trench 104. For example, the silicon dioxide layer 210 may form a silicon dioxide lining along the sidewall 218 and bottom 108 of the trench 104. The thickness of the silicon dioxide layer 210 may exceed 1 μm, for example. Formation of the silicon dioxide layer 210 may be accomplished using chemical vapor deposition (CVD) techniques or by an oxidation reaction of silicon at a relatively high temperature. In thermal oxidation, the wafer 102 may be exposed to an oxygen rich environment at a temperature in the range of 900-1150 ° C. In this example, the oxidation process consumes a silicon surface to form silicon dioxide layer 210. It will be appreciated that the wafer may be formed from any suitable type of semiconductor material and its surface may be consumed to form an oxide layer other than silicon dioxide. The volume expansion resulting from this process causes the sidewalls 218 of the trenches 104 to violate each other and the silicon dioxide layer 210 seals at the location 214 thereby closing the opening 106.

[0045]トレンチ104の開口部106の幅W1が、トレンチ104の底部108の幅W2よりも狭いので、空隙212が形成される。空隙212は、製造において通常望ましくない場合があるが、本明細書で説明する実施例においては、空隙212が圧力センサ設計の基礎として使用される。   [0045] Since the width W1 of the opening 106 of the trench 104 is narrower than the width W2 of the bottom 108 of the trench 104, the air gap 212 is formed. Although the air gap 212 may not normally be desirable in manufacturing, in the embodiment described herein, the air gap 212 is used as a basis for the pressure sensor design.

[0046]空隙212は、軸215に沿った各点で様々な幅を有してもよく、その軸は、空隙212の断面においてウェハ102の最上面116に垂直である。空隙212の最大幅WMAXは、軸215に沿った点での空隙212の幅として規定され、その幅は、軸215に沿った任意の別の点での空隙212の幅よりも小さくはない。空隙212は、指定された距離未満である最大幅を有するよう形成されてもよい。例えば、空隙は、2μm未満、1μm未満、0.3μm未満、または任意の別の好適な距離未満である最大幅を有するよう形成されてもよい。 [0046] The air gap 212 may have various widths at each point along the axis 215, the axis being perpendicular to the top surface 116 of the wafer 102 in the cross section of the air gap 212. The maximum width W MAX of the air gap 212 is defined as the width of the air gap 212 at a point along the axis 215 that is not less than the width of the air gap 212 at any other point along the axis 215. . The air gap 212 may be formed to have a maximum width that is less than a specified distance. For example, the void may be formed to have a maximum width that is less than 2 μm, less than 1 μm, less than 0.3 μm, or any other suitable distance.

[0047]例示的実施例では、ウェハ102を酸化させることは、第1および第2の酸化物壁217aおよび217bを軸215の両側に形成させることにより、第1の酸化物壁217aと第2の酸化物壁217bとの間に空隙212を画定する。   [0047] In an exemplary embodiment, oxidizing the wafer 102 includes first and second oxide walls 217a and 217b on both sides of the shaft 215, thereby forming the first and second oxide walls 217a and 217b. A gap 212 is defined between the oxide wall 217b and the oxide wall 217b.

[0048]図3に示すように、以降のパターニングおよび解放ステップによって、二酸化ケイ素層210が、ウェハ102との接触から解放されることにより、圧力道管320が設けられている。空隙212内の圧力と、周囲領域322での圧力との間の差は、圧力道管320を構造変形(例えば曲げ変形、せん断変形、伸び変形など)させる。そのような差が、空隙212の形状を変化させ得るが、例示的実施例の範囲はこれに限定されないことが認識されるであろう。   [0048] As shown in FIG. 3, a pressure channel 320 is provided by releasing the silicon dioxide layer 210 from contact with the wafer 102 by subsequent patterning and release steps. The difference between the pressure in the air gap 212 and the pressure in the surrounding region 322 causes the pressure passage 320 to undergo structural deformation (eg, bending deformation, shear deformation, elongation deformation, etc.). It will be appreciated that such differences can change the shape of the void 212, but the scope of the exemplary embodiment is not limited thereto.

[0049]圧力道管320が変形する程度は、空隙212の最大幅に比例し、一方、圧力道管320の剛性は、空隙212の最大幅の3乗とともに増加する。したがって、比較的小さい寸法を有する空隙を画定する断面を有する圧力道管320を利用することが、望ましい圧力感知機能を提供できることが直感的に理解できよう。例えば、比較的より大きい構造(例えば多くの従来の圧力センサのダイアフラム)は、比較的より小さい構造と比較して、より大きいコンプライアンス(すなわちより少ない剛性)を提供することが予想され得る。しかし、圧力センサ320のサイズスケールは、圧力センサ320のコンプライアンスに関して生じる増加が、圧力センサ320の変形に関して生じる減少を上回り得るよう十分に小さくてもよい。圧力道管320は、50μm未満、40μm未満、30μm未満、20μm未満の高さH1、または任意の別の好適な高さを有するように構成されてもよい。空隙212は、30μm未満、20μm未満、10μm未満、5μm未満の高さH2、または任意の別の好適な高さを有するように構成されてもよい。   [0049] The degree to which the pressure passage 320 is deformed is proportional to the maximum width of the gap 212, while the stiffness of the pressure passage 320 increases with the cube of the maximum width of the gap 212. Accordingly, it can be intuitively understood that utilizing a pressure channel 320 having a cross section defining a void having a relatively small dimension can provide a desirable pressure sensing function. For example, a relatively larger structure (eg, many conventional pressure sensor diaphragms) can be expected to provide greater compliance (ie, less stiffness) compared to a relatively smaller structure. However, the size scale of the pressure sensor 320 may be small enough so that the increase that occurs with respect to the compliance of the pressure sensor 320 can exceed the decrease that occurs with respect to deformation of the pressure sensor 320. The pressure conduit 320 may be configured to have a height H1 of less than 50 μm, less than 40 μm, less than 30 μm, less than 20 μm, or any other suitable height. The void 212 may be configured to have a height H2 of less than 30 μm, less than 20 μm, less than 10 μm, less than 5 μm, or any other suitable height.

[0050]図4は、本明細書で説明する実施例による、鎌形状を有する例示的変形可能な圧力道管420の上面図である。圧力道管420が、ウェハ458からエッチングされた空洞486内に懸架された状態で示される。圧力道管420は、場所407において空洞486によって支持される。圧力道管420の断面は、平面403に画定されてもよい。平面403に画定される断面は、図3に示す断面300として表されてもよいことが認識されるであろう。図4の実施例では、圧力道管420内の道管圧力が空洞486内の空洞圧力に等しいとき、圧力道管420は、非変形の形状401を有する。道管圧力が空洞圧力より大きくなると、圧力道管420は、構造変形して(矢印405が表すように)、圧力道管420が変形形状402を有するようにする。空洞486の外側の圧力は、道管圧力出入口404で圧力道管420内の道管圧力を設定する。   [0050] FIG. 4 is a top view of an exemplary deformable pressure conduit 420 having a sickle shape, in accordance with embodiments described herein. Pressure passage tube 420 is shown suspended within cavity 486 etched from wafer 458. Pressure passage tube 420 is supported by cavity 486 at location 407. The cross section of the pressure channel 420 may be defined in the plane 403. It will be appreciated that the cross section defined by plane 403 may be represented as cross section 300 shown in FIG. In the example of FIG. 4, the pressure conduit 420 has an undeformed shape 401 when the conduit pressure in the pressure conduit 420 is equal to the cavity pressure in the cavity 486. When the channel pressure becomes greater than the cavity pressure, the pressure channel 420 is structurally deformed (as represented by the arrow 405) so that the pressure channel 420 has a deformed shape 402. The pressure outside the cavity 486 sets the channel pressure in the pressure channel 420 at the channel pressure inlet / outlet 404.

[0051]道管圧力出入口404は、圧力道管420の道管圧力を圧力道管420の外側にある環境に曝露する圧力道管420の開口部である。圧力出入口は、1つまたは複数の環境を1つまたは複数の別の環境に曝露する開口部である。したがって、道管圧力出入口404は、圧力出入口を構成する。道管圧力出入口は、1つまたは複数の環境を1つまたは複数の別の環境に曝露する圧力道管の開口部である。したがって、道管圧力出入口404は、また、道管圧力出入口を構成する。   [0051] The channel pressure inlet / outlet 404 is an opening in the pressure channel 420 that exposes the channel pressure of the pressure channel 420 to an environment outside the pressure channel 420. A pressure inlet / outlet is an opening that exposes one or more environments to one or more other environments. Therefore, the passage pressure inlet / outlet 404 constitutes a pressure inlet / outlet. A vessel pressure entry / exit is an opening in a pressure vessel that exposes one or more environments to one or more other environments. Accordingly, the conduit pressure inlet / outlet 404 also constitutes a conduit pressure / inlet.

[0052]圧力道管420は、例示のために鎌形状を有するように示されるが、限定を意図するものではない。圧力道管420が任意の好適な形状を有し得ることが認識されるであろう。例えば、圧力道管は、蛇行形状、螺旋形状、半円形状、それぞれが半円形状を有する複数同心半円部分、伸長できる直線形状など、またはそれらの任意の組合せを含んでもよい。   [0052] Pressure passage tube 420 is shown as having a sickle shape for purposes of illustration, but is not intended to be limiting. It will be appreciated that the pressure conduit 420 can have any suitable shape. For example, the pressure conduit may include a serpentine shape, a spiral shape, a semi-circular shape, a plurality of concentric semi-circular portions each having a semi-circular shape, a linear shape that can be extended, or any combination thereof.

[0053]図5は、本明細書で説明する実施例による変形可能な圧力道管520を含む圧力センサ500を示す。図5に示すように、圧力センサ500は、トランスデューサ503をさらに含み、そのトランスデューサは、介在構造要素502(別名、機械的結合)によって圧力センサ520に機械的に結合される。圧力道管520、トランスデューサ503、および介在構造要素502(またはその少なくとも一部分)は、ウェハ558からエッチングされた空洞586中に懸架される。圧力道管520は、点507においてウェハ558の半導体基板580によって支持される。図5に表すように、トランスデューサ503は、主としてウェハ558からエッチングされたシリコン構造である。トランスデューサ503は、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511j、第2のセットのコンデンサ極板512a〜512j、および第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kを含む。コンデンサ極板511aおよび512aは、コンデンサ極板509aと509bとの間にあり、コンデンサ極板511bおよび512bは、コンデンサ極板509bと509cとの間にあり、コンデンサ極板511cおよび512cは、コンデンサ極板509cと509dとの間にある、などである。コンデンサ極板511aは、コンデンサ極板509aとコンデンサ極板512aとの間にあり、コンデンサ極板511bは、コンデンサ極板509bとコンデンサ極板512bとの間にある、などである。コンデンサ極板512aは、コンデンサ極板511aとコンデンサ極板509bとの間にあり、コンデンサ極板512bは、コンデンサ極板511bと509cとの間にある、などである。   [0053] FIG. 5 illustrates a pressure sensor 500 that includes a deformable pressure channel 520 according to embodiments described herein. As shown in FIG. 5, the pressure sensor 500 further includes a transducer 503 that is mechanically coupled to the pressure sensor 520 by an intervening structural element 502 (also known as a mechanical coupling). Pressure passage tube 520, transducer 503, and intervening structural element 502 (or at least a portion thereof) are suspended in cavity 586 etched from wafer 558. The pressure channel 520 is supported by the semiconductor substrate 580 of the wafer 558 at point 507. As shown in FIG. 5, the transducer 503 is a silicon structure etched primarily from the wafer 558. The transducer 503 includes a first set of capacitor plates 511a-511j, a second set of capacitor plates 512a-512j, and a third set of capacitor plates 509a-509k. The capacitor plates 511a and 512a are between the capacitor plates 509a and 509b, the capacitor plates 511b and 512b are between the capacitor plates 509b and 509c, and the capacitor plates 511c and 512c are the capacitor electrodes. And so on, between plates 509c and 509d. The capacitor plate 511a is between the capacitor plate 509a and the capacitor plate 512a, the capacitor plate 511b is between the capacitor plate 509b and the capacitor plate 512b, and so on. The capacitor plate 512a is between the capacitor plate 511a and the capacitor plate 509b, the capacitor plate 512b is between the capacitor plate 511b and 509c, and so on.

[0054]第1のセットにおけるコンデンサ極板511a〜511jは、電気トレース513およびバイア523を使用して電気的に結合される。例えば、バイア523は、電気トレース513をそれぞれのコンデンサ極板511a〜511jに電気的に結合する。第2のセットにおけるコンデンサ極板512a〜512jは、電気的に結合される。例えば、バイア524は、電気トレース514をそれぞれのコンデンサ極板512a〜512jに電気的に結合する。第3のセットにおけるコンデンサ極板509a〜509kは、電気的に結合される。   [0054] Capacitor plates 511a-511j in the first set are electrically coupled using electrical traces 513 and vias 523. For example, via 523 electrically couples electrical trace 513 to each capacitor plate 511a-511j. The capacitor plates 512a-512j in the second set are electrically coupled. For example, via 524 electrically couples electrical trace 514 to each capacitor plate 512a-512j. The capacitor plates 509a-509k in the third set are electrically coupled.

[0055]第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jは、第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jおよび第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kから電気的に絶縁される。例えば、絶縁区間519は、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jを第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jから絶縁し、絶縁区間515aは、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jを第3のセットのコンデンサ極板509a〜590kから絶縁する。第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jは、また、第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kから電気的に絶縁される。例えば、絶縁区間515bは、第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jを第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kから絶縁する。したがって、絶縁区間(例えば絶縁区間515a〜515bおよび519)を利用することは、トランスデューサ503の様々な領域が機械的に接続されるが、電気的には絶縁されることを可能にしてもよいことが分かる。   [0055] The first set of capacitor plates 511a-511j is electrically isolated from the second set of capacitor plates 512a-512j and the third set of capacitor plates 509a-509k. For example, the insulation section 519 insulates the first set of capacitor plates 511a-511j from the second set of capacitor plates 512a-512j, and the insulation section 515a includes the first set of capacitor plates 511a-511j. Are isolated from the third set of capacitor plates 509a-590k. The second set of capacitor plates 512a-512j is also electrically isolated from the third set of capacitor plates 509a-509k. For example, the isolation section 515b insulates the second set of capacitor plates 512a-512j from the third set of capacitor plates 509a-509k. Thus, utilizing an insulation section (eg, insulation sections 515a-515b and 519) may allow various regions of the transducer 503 to be mechanically connected but electrically isolated. I understand.

[0056]第1の容量は、第3のセットにおけるそれぞれのコンデンサ極板509a〜509jに対する第1のセットにおけるコンデンサ極板511a〜511jの近接性に基づいて提供される。第2の容量は、第3のセットにおけるそれぞれのコンデンサ極板509b〜509kに対する第2セットにおけるコンデンサ極板512a〜512jの近接性に基づいて提供される。第3のセットにおけるコンデンサ極板509a〜509jは、第3のセットの第1のサブセットと呼ばれてもよく、第3のセットにおけるコンデンサ極板509b〜509kは、第3のセットの第2のサブセットと呼ばれてもよい。第1のサブセットおよび第2のサブセットのそれぞれは、それ自体に対するセットと呼ばれてもよい。第1のセットにおけるコンデンサ極板511a〜511jは、たとえ第2のセットにおけるコンデンサ極板512a〜512jもコンデンサ極板509a〜509kと交互配置されていても、第3のセットにおけるコンデンサ極板509a〜509kと交互配置されているとみなされることに留意されたい。同様に、第2のセットにおけるコンデンサ極板512a〜512jは、たとえ第1のセットにおけるコンデンサ極板511a〜511jもコンデンサ極板509a〜509kと交互配置されていても、第3のセットにおけるコンデンサ極板509a〜509kと交互配置されているとみなされる。   [0056] The first capacitance is provided based on the proximity of the capacitor plates 511a-511j in the first set to the respective capacitor plates 509a-509j in the third set. The second capacitance is provided based on the proximity of the capacitor plates 512a-512j in the second set to the respective capacitor plates 509b-509k in the third set. The capacitor plates 509a-509j in the third set may be referred to as the first subset of the third set, and the capacitor plates 509b-509k in the third set are the second set of the second set. It may be called a subset. Each of the first subset and the second subset may be referred to as a set for itself. The capacitor plates 511a to 511j in the first set have the capacitor plates 509a to 509a in the third set even if the capacitor plates 512a to 512j in the second set are alternately arranged with the capacitor plates 509a to 509k. Note that 509k is considered interleaved. Similarly, the capacitor plates 512a to 512j in the second set are the capacitor electrodes in the third set even if the capacitor plates 511a to 511j in the first set are also alternately arranged with the capacitor plates 509a to 509k. It is considered that the plates 509a to 509k are arranged alternately.

[0057]圧力道管520内の道管圧力と、空洞586内の空洞圧力との間の圧力差が変化すると、圧力道管520は、構造変形する。圧力道管520が変形すると、圧力道管520の構造変形は、介在構造要素502を介してトランスデューサ503に結合され、それにより、矢印521によって示すように、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jおよび第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jを第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kに対して移動させる。例えば、バネ525aおよび525bは、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jおよび第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jが第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kに対して移動することを可能にする。バネ525aおよび525bは、トランスデューサ503の別の部分と比較して比較的可撓性である。蛇行可撓リード517aおよび517bは、また、トランスデューサ503の別の部分と比較して比較的可撓性であることに留意されたい。蛇行可撓リード517aおよび517bは、下記でさらに詳細に論じられる。   [0057] When the pressure difference between the pressure in the pressure passage 520 and the pressure in the cavity 586 changes, the pressure passage 520 undergoes structural deformation. When the pressure channel 520 is deformed, the structural deformation of the pressure channel 520 is coupled to the transducer 503 via the intervening structural element 502, so that the first set of capacitor plates 511 a-, as indicated by arrow 521. 511j and the second set of capacitor plates 512a-512j are moved relative to the third set of capacitor plates 509a-509k. For example, the springs 525a and 525b indicate that the first set of capacitor plates 511a-511j and the second set of capacitor plates 512a-512j move relative to the third set of capacitor plates 509a-509k. to enable. Springs 525a and 525b are relatively flexible compared to another portion of transducer 503. Note that the serpentine flexible leads 517 a and 517 b are also relatively flexible compared to another portion of the transducer 503. Meandering flexible leads 517a and 517b are discussed in further detail below.

[0058]第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jおよび第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jの矢印521の方向(すなわち図5において左)への移動は、コンデンサ極板511a〜511jとそれぞれのコンデンサ極板509a〜590jとの間の距離を減少させ、それにより、第1の容量(すなわちコンデンサ極板511a〜511jとそれぞれのコンデンサ極板509a〜590jとの間の容量)を増加させる。前述の移動は、また、コンデンサ極板512a〜512jとそれぞれのコンデンサ極板509b〜590kとの間の距離を増加させ、それにより、第2の容量(すなわちコンデンサ極板512a〜512jとそれぞれのコンデンサ極板509b〜590kとの間の容量)を減少させる。したがって、図5の実施例において、第1の容量の変化は、第2の容量の変化と反対である。   [0058] The movement of the first set of capacitor plates 511a-511j and the second set of capacitor plates 512a-512j in the direction of arrow 521 (ie, left in FIG. 5) is the same as that of capacitor plates 511a-511j. The distance between each capacitor plate 509a-590j is decreased, thereby increasing the first capacitance (i.e., the capacitance between capacitor plate 511a-511j and each capacitor plate 509a-590j). . The aforementioned movement also increases the distance between the capacitor plates 512a-512j and the respective capacitor plates 509b-590k, thereby providing a second capacitance (ie, the capacitor plates 512a-512j and the respective capacitors). The capacity between the electrode plates 509b to 590k) is reduced. Therefore, in the embodiment of FIG. 5, the change in the first capacitance is opposite to the change in the second capacitance.

[0059]蛇行可撓リード517aおよび517bは、トランスデューサ503と半導体基板580との間のそれぞれの可撓性機械的接続を提供する。例えば、蛇行可撓リード517aおよび517bの使用は、パッケージ応力が第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jおよび第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jの第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kに対する動作に影響を及ぼすことを妨げ得る。蛇行可撓リード517aは、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jと関連する電気特性(例えば電荷)を第1のトレース516aに電気的に結合する。蛇行可撓リード517bは、第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jと関連する電気特性(例えば電荷)を第2のトレース516bに電気的に結合する。第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kと関連する電気特性(例えば電荷)は、第3のトレース516cに電気的に結合される。   [0059] Serpentine flexible leads 517a and 517b provide respective flexible mechanical connections between transducer 503 and semiconductor substrate 580. For example, the use of serpentine flexible leads 517a and 517b allows the package stress to be a third set of capacitor plates 509a--a first set of capacitor plates 511a-511j and a second set of capacitor plates 512a-512j. It can prevent affecting the operation for 509k. The serpentine flexible lead 517a electrically couples electrical characteristics (eg, charge) associated with the first set of capacitor plates 511a-511j to the first trace 516a. The serpentine flexible lead 517b electrically couples electrical characteristics (eg, charge) associated with the second set of capacitor plates 512a-512j to the second trace 516b. Electrical characteristics (eg, charge) associated with the third set of capacitor plates 509a-509k are electrically coupled to the third trace 516c.

[0060]測定回路(例えば電気回路)は、第1のトレース516a、第2のトレース516bおよび/または第3のトレース516cに電気的に結合されることにより、圧力道管520内の道管圧力と、空洞586内の空洞圧力との間の圧力差を表す非平衡終端または微分容量測定を実行してもよい。様々な周知の容量測定技術のうちの任意のものが、圧力差についての非平衡終端表示または微分表示を提供するために使用されてもよいことが認識されるであろう。一例では、複数(例えば2つの)非平衡終端容量測定値の組合せが、微分容量測定値を提供するために使用されてもよい。この例によれば、組合せは、圧力差の尺度を取得するための合計であってもよく、組合せは、加速度の尺度を取得するための減算であってもよい。トレース516a〜516cの経路選択を変化させることは、差または合計が前述の圧力差の尺度または加速度の尺度を取得するために使用されるかどうかを変えることが認識されるであろう。微分容量測定値が、主に図10に関して、さらに詳細に下記で論じられる。   [0060] A measurement circuit (eg, an electrical circuit) is electrically coupled to the first trace 516a, the second trace 516b, and / or the third trace 516c to thereby cause the passage pressure in the pressure passage 520 to be reduced. And a non-equilibrium termination or differential capacitance measurement representing the pressure difference between the cavity pressure in the cavity 586 may be performed. It will be appreciated that any of a variety of well-known volumetric techniques may be used to provide a non-equilibrium termination indication or differential indication for pressure differential. In one example, a combination of multiple (eg, two) unbalanced termination capacitance measurements may be used to provide a differential capacitance measurement. According to this example, the combination may be a sum to obtain a measure of pressure difference, and the combination may be a subtraction to obtain a measure of acceleration. It will be appreciated that changing the path selection of traces 516a-516c changes whether the difference or sum is used to obtain the pressure difference measure or acceleration measure described above. Differential capacitance measurements are discussed in more detail below, primarily with respect to FIG.

[0061]トランスデューサ503は、第1のセットのコンデンサ平板511a〜511jおよび第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jが第3のセットのコンデンサ極板509a〜509kに対して移動する範囲を制限するように構成されたバンプストップ526を含むように示される。トレース527aおよび527bは、バンプストップ526上に設けられている。トレース527aは、第2のセットのコンデンサ極板512a〜512jおよび第2のトレース516bと同じ電位(すなわち電圧)を有する。トレース527bは、第1のセットのコンデンサ極板511a〜511jおよび第1のトレース516aと同じ電位を有する。単一のバンプストップ526が、例示のために図5に示されるが、限定を意図するものではない。トランスデューサ503は、任意の好適な数のバンプストップ(例えば、無い、1つ、2つ、3つなど)を含んでもよいことが認識されるであろう。   [0061] The transducer 503 limits the extent to which the first set of capacitor plates 511a-511j and the second set of capacitor plates 512a-512j move relative to the third set of capacitor plates 509a-509k. Is shown to include a bump stop 526 configured as such. Traces 527a and 527b are provided on the bump stop 526. Trace 527a has the same potential (ie, voltage) as the second set of capacitor plates 512a-512j and second trace 516b. Trace 527b has the same potential as the first set of capacitor plates 511a-511j and first trace 516a. A single bump stop 526 is shown in FIG. 5 for purposes of illustration, but is not intended to be limiting. It will be appreciated that the transducer 503 may include any suitable number of bump stops (eg, none, two, three, etc.).

[0062]トランスデューサ503は、例示のために、図5の変形可能なコンデンサ構造として表されるが、限定を意図するものではない。トランスデューサ503は、任意の好適な種類のトランスデューサであってもよい。例えば、当業者であれば、トランスデューサ503は、圧力道管520の動きを電気信号に変換するために、圧電および/または圧電抵抗技術を使用する構造を含んでもよいことを認識するであろう。例えば、トランスデューサ503は、圧力道管520の構造変形の結果として圧電素子(圧電要素)に作用する力(例えば機械的応力)に基づいて、電荷(例えば電気的チャージ)を生成するように構成された圧電素子を含んでもよい。この例に従って、力が、圧電素子に電荷を生成させる圧電素子の歪みを生じさせてもよい。別の例では、トランスデューサ503は、圧力道管520の変形の結果として圧電抵抗要素に作用する力(例えば機械的応力)に基づいて変化する抵抗(例えば電気抵抗)を有する圧電抵抗要素を含んでもよい。この例に従って、力が、圧電抵抗要素の抵抗を変化させる圧電抵抗要素の歪みを生じさせてもよい。さらにまた、光学および/または磁気技術が、圧力道管520の動作を感知するために使用されてもよい。トランスデューサ503は、例えば絶縁区間515の有無にかかわらず、様々な方法のうちの任意の方法で製作されてもよいことが認識されるであろう。トランスデューサ503は、シリコンオンインシュレータ(SOI)ウェハまたはエピタキシャルシリコンを使用して製作されてもよいことがさらに認識されるであろう。   [0062] Transducer 503 is represented for purposes of illustration as the deformable capacitor structure of FIG. 5, but is not intended to be limiting. The transducer 503 may be any suitable type of transducer. For example, those skilled in the art will recognize that the transducer 503 may include structures that use piezoelectric and / or piezoresistive techniques to convert the movement of the pressure channel 520 into an electrical signal. For example, the transducer 503 is configured to generate a charge (eg, electrical charge) based on a force (eg, mechanical stress) acting on the piezoelectric element (piezoelectric element) as a result of structural deformation of the pressure channel 520. A piezoelectric element may also be included. According to this example, the force may cause distortion of the piezoelectric element that causes the piezoelectric element to generate a charge. In another example, the transducer 503 may include a piezoresistive element having a resistance (eg, electrical resistance) that changes based on a force (eg, mechanical stress) acting on the piezoresistive element as a result of deformation of the pressure conduit 520. Good. According to this example, the force may cause distortion of the piezoresistive element that changes the resistance of the piezoresistive element. Furthermore, optical and / or magnetic techniques may be used to sense the operation of the pressure channel 520. It will be appreciated that the transducer 503 may be fabricated in any of a variety of ways, for example with or without an isolation section 515. It will further be appreciated that the transducer 503 may be fabricated using a silicon on insulator (SOI) wafer or epitaxial silicon.

[0063]例示的実施例では、トランスデューサ503と変形可能な圧力道管520とは、同じプロセスを使用して形成される。例えば、プロセスは、任意の好適な数のエッチングステップおよび/または任意の好適な数のリソグラフィステップを含んでもよい。この実施例の1つの態様では、エッチングステップが、トランスデューサ503および変形可能な圧力道管520を形成するために使用されてもよい。別の態様では、第1のエッチングステップが、トランスデューサ503を形成するために使用されてもよく、第1のエッチングステップと異なる第2のエッチングステップが、圧力道管520を形成するために使用されてもよい。この態様に従って、第1のエッチングステップが、トランスデューサ503の意図される機能のために、トランスデューサ503の幾何形状を構成(例えば最適化)してもよく、第2のエッチングステップが、圧力道管520の意図される機能のために、圧力道管520の幾何形状を構成(例えば最適化)してもよい。   [0063] In the exemplary embodiment, transducer 503 and deformable pressure channel 520 are formed using the same process. For example, the process may include any suitable number of etching steps and / or any suitable number of lithography steps. In one aspect of this embodiment, an etching step may be used to form the transducer 503 and the deformable pressure channel 520. In another aspect, a first etching step may be used to form the transducer 503 and a second etching step that is different from the first etching step is used to form the pressure channel 520. May be. In accordance with this aspect, the first etching step may configure (eg, optimize) the geometry of transducer 503 for the intended function of transducer 503, and the second etching step may include pressure channel 520. The geometry of the pressure channel 520 may be configured (eg, optimized) for the intended function.


トランスデューサ503または圧力道管520の幾何形状は、その中の誘電体の形状、その中の誘電体の厚さなど、またはその任意の組合せを含み得る。例えば、圧力道管520の幾何形状は、圧力道管520が中に形成されるトレンチの最大幅、圧力道管520が中に形成されるトレンチの深さ、圧力道管520が形成される誘電体によって形成される空隙の最大幅、圧力道管520が形成される誘電体によって形成される空隙の深さなど、またはその組合せを含み得る。

The geometry of transducer 503 or pressure conduit 520 may include the shape of the dielectric therein, the thickness of the dielectric therein, etc., or any combination thereof. For example, the geometry of the pressure channel 520 can be the maximum width of the trench in which the pressure channel 520 is formed, the depth of the trench in which the pressure channel 520 is formed, the dielectric in which the pressure channel 520 is formed. It may include the maximum width of the void formed by the body, the depth of the void formed by the dielectric in which the pressure channel 520 is formed, or the like.

[0064]この実施例のさらに別の態様では、同じリソグラフィステップが、トランスデューサ503と変形可能な圧力道管520とを形成するために使用されてもよい。さらに別の態様では、第1のリソグラフィステップが、トランスデューサ503を形成するために使用されてもよく、第1のリソグラフィステップと異なる第2のリソグラフィステップが、圧力道管520を形成するために使用されてもよい。この態様によれば、第1のリソグラフィステップが、トランスデューサ503の意図される機能のために、トランスデューサ503の幾何形状を構成(例えば最適化)してもよく、第2のリソグラフィステップが、圧力道管520の意図される機能のために、圧力道管520の幾何形状を構成(例えば最適化)してもよい。   [0064] In yet another aspect of this embodiment, the same lithography step may be used to form transducer 503 and deformable pressure conduit 520. In yet another aspect, a first lithography step may be used to form the transducer 503 and a second lithography step different from the first lithography step is used to form the pressure channel 520. May be. According to this aspect, the first lithography step may configure (eg, optimize) the geometry of the transducer 503 for the intended function of the transducer 503, and the second lithography step may include the pressure path. For the intended function of the tube 520, the geometry of the pressure channel 520 may be configured (eg, optimized).

[0065]別の例示的実施例では、トランスデューサ503と変形可能な圧力道管520とは、同じ誘電体を共有する。さらに別の例示的実施例では、トランスデューサ503を形成するために使用される誘電体は、変形可能な圧力道管520を形成するために使用される誘電体とは異なる。   [0065] In another exemplary embodiment, the transducer 503 and the deformable pressure channel 520 share the same dielectric. In yet another exemplary embodiment, the dielectric used to form the transducer 503 is different from the dielectric used to form the deformable pressure channel 520.

[0066]図5では、場所507は、圧力道管520が半導体基板580に結合する場所(別名、点)である。場所528は、圧力道管520がトランスデューサ503に結合する場所である。場所529は、トランスデューサ503が半導体基板580に結合する場所である。場所507と場所528との間の距離、場所507と場所529との間の距離、および/または場所528と場所529との間の距離を低減(例えば最小化)することは、結果としてパッケージ応力が圧力センサ500に入ることについての比較的の低い確率をもたらし得る。その上、そのような距離を低減することは、圧力道管520を製作するために使用する材料(例えば二酸化ケイ素)とトランスデューサ503を製作するための材料(例えばシリコン)との間の固有熱膨張係数(CTE)の不整合を低減(例えば最小化)し得る。   [0066] In FIG. 5, the location 507 is the location (also known as the point) where the pressure conduit 520 couples to the semiconductor substrate 580. Location 528 is where the pressure channel 520 is coupled to the transducer 503. Location 529 is where the transducer 503 is coupled to the semiconductor substrate 580. Reducing (eg, minimizing) the distance between location 507 and location 528, the distance between location 507 and location 529, and / or the distance between location 528 and location 529 may result in package stress. May result in a relatively low probability of entering the pressure sensor 500. In addition, reducing such a distance is a natural thermal expansion between the material used to fabricate the pressure channel 520 (eg, silicon dioxide) and the material used to fabricate the transducer 503 (eg, silicon). Coefficient (CTE) mismatch may be reduced (eg, minimized).

[0067]パッケージ応力が圧力センサ500に入る可能性を決定するためのいくつかのガイドラインが、前述の距離のうちの任意の1つまたは複数のものを、空洞586を囲む長方形の少なくとも1つの辺の長さと比較することによって確立されてもよい。例えば、例示的実施例において、圧力センサ500は、X軸に沿った長さAおよびY軸に沿った長さBによって画定される周囲の長方形によって特徴付けられる。周囲の長方形は、圧力センサが製作されるウェハの平面内の空洞を囲む最小面積を有する長方形として画定される。したがって、周囲の長方形は、第1の平行辺、および第1の平行辺に垂直である第2の平行辺を有する。第1の平行辺のそれぞれは、第1の長さを有する。第2の平行辺のそれぞれは、第1の長さ以下である第2の長さを有する。   [0067] Some guidelines for determining the likelihood of package stress entering the pressure sensor 500 include any one or more of the aforementioned distances, at least one side of a rectangle surrounding the cavity 586. May be established by comparing with the length of. For example, in the exemplary embodiment, pressure sensor 500 is characterized by a surrounding rectangle defined by a length A along the X axis and a length B along the Y axis. The surrounding rectangle is defined as a rectangle having a minimum area that encloses a cavity in the plane of the wafer on which the pressure sensor is fabricated. Thus, the surrounding rectangle has a first parallel side and a second parallel side that is perpendicular to the first parallel side. Each of the first parallel sides has a first length. Each of the second parallel sides has a second length that is less than or equal to the first length.

[0068]図5においてX軸とY軸とによって画定される平面は、圧力センサ500が製作されるウェハ558の平面を表す。図5に示すように、ウェハ558の平面内の空洞586を囲む最小面積を有する長方形は、X軸に沿った長さAの第1の平行辺およびY軸に沿った長さBの第2の平行辺を有する。したがって、圧力センサ500と関連する周囲の長方形は、AとBとの積(すなわちA掛けるB)に等しい面積を有する。   [0068] The plane defined by the X and Y axes in FIG. 5 represents the plane of the wafer 558 on which the pressure sensor 500 is fabricated. As shown in FIG. 5, the rectangle with the smallest area surrounding the cavity 586 in the plane of the wafer 558 has a first parallel side of length A along the X axis and a second of length B along the Y axis. Of parallel sides. Thus, the surrounding rectangle associated with pressure sensor 500 has an area equal to the product of A and B (ie, A times B).

[0069]この実施例の一態様では、場所507と場所529との間の距離は、長さBの1/3以下であってもよい。別の態様では、場所507と場所528との間の距離は、長さBの1/3以下であってもよい。さらに別の態様では、場所528と場所529との間の距離は、長さBの1/3以下であってもよい。   [0069] In one aspect of this embodiment, the distance between location 507 and location 529 may be 1/3 or less of length B. In another aspect, the distance between the location 507 and the location 528 may be 1/3 or less of the length B. In yet another aspect, the distance between location 528 and location 529 may be 1/3 or less of length B.

[0070]トレース513、514、516a〜516c、および527a〜527bのそれぞれは、およそ350ナノメートル(nm)の深さ、およびおよそ2μmの幅を有する金属被覆を含んでもよいが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。トレース513、514、516a〜516cおよび527a〜527bのそれぞれは、任意の好適な深さおよび幅を有する金属被覆を含んでもよいことが認識されるであろう。空洞586は、およそ1ミリメートル(mm)の深さB、およびおよそ2mmの幅Aを有してもよいが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。空洞586は、任意の好適な深さおよび幅を有してもよいことが認識されるであろう。   [0070] Each of the traces 513, 514, 516a-516c, and 527a-527b may include a metal coating having a depth of approximately 350 nanometers (nm) and a width of approximately 2 μm, although The range is not limited to this. It will be appreciated that each of the traces 513, 514, 516a-516c and 527a-527b may include a metal coating having any suitable depth and width. The cavity 586 may have a depth B of approximately 1 millimeter (mm) and a width A of approximately 2 mm, although the scope of the exemplary embodiment is not limited thereto. It will be appreciated that the cavity 586 may have any suitable depth and width.

[0071]図6は、本明細書で説明する実施例による、2つの感知要素688aおよび688bを含む例示的な圧力センサ600を示す。図6に示すように、圧力センサ688aは、圧力道管620aと、対応するトランスデューサ603aと、を含み、それらは、介在構造要素602aによって機械的に結合される。圧力センサ688bは、圧力道管620bと、対応するトランスデューサ603bと、を含み、それらは、介在構造要素602bによって機械的に結合される。圧力道管620aおよび620b、トランスデューサ603aおよび603b、ならびに介在構造要素602aおよび602b(またはその少なくとも一部分)は、半導体基板680からエッチングされた空洞686内に懸架される。例示の目的で、圧力道管620aは、トランスデューサ603aの少なくとも一部分を囲むように示され、圧力道管620bは、トランスデューサ603bの少なくとも一部分を囲むように示される。圧力道管620aは、場所607aにおいて半導体基板680によって支持され、圧力道管620bは、場所607bにおいて半導体基板680によって支持される。   [0071] FIG. 6 illustrates an exemplary pressure sensor 600 that includes two sensing elements 688a and 688b, according to the embodiments described herein. As shown in FIG. 6, the pressure sensor 688a includes a pressure channel 620a and a corresponding transducer 603a, which are mechanically coupled by an intervening structural element 602a. The pressure sensor 688b includes a pressure channel 620b and a corresponding transducer 603b, which are mechanically coupled by an intervening structural element 602b. Pressure channel tubes 620a and 620b, transducers 603a and 603b, and intervening structural elements 602a and 602b (or at least a portion thereof) are suspended in a cavity 686 etched from semiconductor substrate 680. For illustrative purposes, pressure passage tube 620a is shown surrounding at least a portion of transducer 603a and pressure passage tube 620b is shown surrounding at least a portion of transducer 603b. Pressure passage tube 620a is supported by semiconductor substrate 680 at location 607a, and pressure passage tube 620b is supported by semiconductor substrate 680 at location 607b.

[0072]感知要素688aは、例示のために、感知要素688bの鏡像であるように図6に示されるが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。例えば、そのような対称性は、加速度の作用に対する圧力センサ600の感度を低減することがある。例示的実施例では、圧力センサ600は、圧力道管620aおよび620bのそれぞれにおける道管圧力が概ね等しいように構成される。この実施例によれば、圧力道管620aおよび620bにおける道管圧力が増加して、空洞686における空洞圧力より大きくなると、圧力道管620aおよび620bは、互いに向かって(例えばX軸に沿って)変形する。この実施例にさらによれば、トランスデューサ603aおよび603bは、変形とともに、トランスデューサ603aと関連する容量が増加し、トランスデューサ603bと関連する容量が減少するように構成され、また、その逆も同様である。容量相互間の差を考慮することによって、道管圧力と空洞圧力との間の圧力差が決定されてもよい。容量の合計を考慮することによって、X軸に沿った圧力センサ600の加速度が決定されてもよい。例えば、トランスデューサ603aおよび603bのそれぞれは、加速度計の要素(すなわち、質量の動作を例えば電気信号に変換するバネ、質量、およびトランスデューサ)を含む。   [0072] Although the sensing element 688a is shown in FIG. 6 to be a mirror image of the sensing element 688b for purposes of illustration, the scope of the exemplary embodiment is not so limited. For example, such symmetry may reduce the sensitivity of the pressure sensor 600 to the effects of acceleration. In the exemplary embodiment, pressure sensor 600 is configured such that the passage pressure in each of pressure passages 620a and 620b is approximately equal. According to this embodiment, as the pressure in the pressure passages 620a and 620b increases to be greater than the cavity pressure in the cavity 686, the pressure passages 620a and 620b move toward each other (eg, along the X axis). Deform. In further accordance with this embodiment, transducers 603a and 603b are configured such that, with deformation, the capacitance associated with transducer 603a increases and the capacitance associated with transducer 603b decreases, and vice versa. By considering the difference between the capacities, the pressure difference between the vessel pressure and the cavity pressure may be determined. By considering the total capacitance, the acceleration of the pressure sensor 600 along the X axis may be determined. For example, each of the transducers 603a and 603b includes accelerometer elements (ie, springs, masses, and transducers that convert mass motion into, for example, electrical signals).

[0073]図7は、本明細書で説明する実施例による、2つの感知要素788aおよび788bを含む別の例示的圧力センサ700を示す。図7に示すように、圧力センサ788aは、圧力道管720aと、対応するトランスデューサ703aと、を含み、それらは、介在構造要素702aによって機械的に結合される。圧力センサ788bは、圧力道管720bと、対応するトランスデューサ703bと、を含み、それらは、介在構造要素702bによって機械的に結合される。圧力道管720aおよび720b、トランスデューサ703aおよび703b、ならびに介在構造要素702aおよび702b(またはその少なくとも一部分)は、半導体基板780からエッチングされた空洞786内に懸架される。トランスデューサ703aおよび703bのそれぞれは、例示のために、2つの同心半円部分を含むよう示されるが、限定を意図するものではない。半円部分のそれぞれは、半円形状を有する。トランスデューサ703aおよび703bのそれぞれは、任意の好適な数の半円部分(例えば1つ、2つ、3つ、4つなど)を含んでもよいことが認識されるであろう。その上、トランスデューサ703aおよび703bのそれぞれは、1つまたは複数の半円部分以外の形状を有してもよい。   [0073] FIG. 7 illustrates another exemplary pressure sensor 700 that includes two sensing elements 788a and 788b, according to embodiments described herein. As shown in FIG. 7, pressure sensor 788a includes a pressure channel 720a and a corresponding transducer 703a, which are mechanically coupled by an intervening structural element 702a. The pressure sensor 788b includes a pressure channel 720b and a corresponding transducer 703b, which are mechanically coupled by an intervening structural element 702b. Pressure channel tubes 720a and 720b, transducers 703a and 703b, and intervening structural elements 702a and 702b (or at least a portion thereof) are suspended in a cavity 786 etched from semiconductor substrate 780. Each of the transducers 703a and 703b is shown to include two concentric semicircular portions for purposes of illustration, but is not intended to be limiting. Each of the semicircular portions has a semicircular shape. It will be appreciated that each of the transducers 703a and 703b may include any suitable number of semicircular portions (eg, one, two, three, four, etc.). Moreover, each of the transducers 703a and 703b may have a shape other than one or more semicircular portions.

[0074]感知要素788aは、例示のために、図7において感知要素788bの鏡像であるよう示されるが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。例示的実施例では、圧力センサ700は、圧力道管720aおよび720bのそれぞれにおける道管圧力が概ね等しいように構成される。この実施例によれば、圧力道管720aおよび720bにおける道管圧力が増加して、空洞786内の空洞圧力よりも大きくなると、圧力道管720aと720bとは、互いに向かって(例えばX軸に沿って)変形する。この実施例にさらによれば、トランスデューサ703aおよび703bは、変形とともに、トランスデューサ703aと関連する容量が増加し、トランスデューサ703bと関連する容量が減少するように構成され、また、その逆も同様である。容量相互間の差を考慮することによって、道管圧力と空洞圧力との間の圧力差が決定されてもよい。容量の合計を考慮することによって、X軸に沿った圧力センサ700の加速度が決定されてもよい。   [0074] Although the sensing element 788a is shown in FIG. 7 as a mirror image of the sensing element 788b for purposes of illustration, the scope of the exemplary embodiment is not so limited. In the exemplary embodiment, pressure sensor 700 is configured such that the passage pressure in each of pressure passages 720a and 720b is approximately equal. According to this embodiment, when the pressure in the pressure passages 720a and 720b increases to be greater than the cavity pressure in the cavity 786, the pressure passages 720a and 720b move toward each other (eg, in the X axis). Along). In further accordance with this embodiment, transducers 703a and 703b are configured such that, with deformation, the capacitance associated with transducer 703a increases and the capacitance associated with transducer 703b decreases, and vice versa. By considering the difference between the capacities, the pressure difference between the vessel pressure and the cavity pressure may be determined. By considering the total capacitance, the acceleration of the pressure sensor 700 along the X axis may be determined.

[0075]図5では、1つの圧力道管520が、非限定的な例示のために、空洞586内に懸架されるよう示される。図6では、2つの圧力道管620aおよび620bが、非限定的な例示のために、空洞686内に懸架されるよう示される。図7では、2つの圧力道管720aおよび720bが、非限定的な例示のために、空洞786内に懸架されるよう示される。任意の好適な数の圧力道管が、空洞586、686、および786のそれぞれ内に懸架されてもよいことが認識されるであろう。   [0075] In FIG. 5, one pressure passage tube 520 is shown suspended within the cavity 586 for non-limiting illustration. In FIG. 6, two pressure passage tubes 620a and 620b are shown suspended within cavity 686 for non-limiting illustration. In FIG. 7, two pressure passage tubes 720a and 720b are shown suspended within cavity 786 for non-limiting illustration. It will be appreciated that any suitable number of pressure conduits may be suspended within each of the cavities 586, 686, and 786.

[0076]いくつかの例示的実施例では、蓋が、空洞586、686、786を覆う。蓋は、任意の好適な材料、例えば別のウェハまたはその部分であってもよい。例えば、蓋を形成するウェハまたはその部分は、絶縁層によって、それぞれの圧力センサ500、600、700における別の導電性要素から電気的に絶縁されてもよい。1つの例示的実施例では、蓋は、空洞586、686、786内に指定圧力を提供するために、空洞586、686、786を真空状態で密封する。例えば、指定圧力は、およそ0気圧であってもよい。この例によれば、指定圧力は、0.0〜0.01気圧、0.0〜0.05気圧、0.0〜0.1気圧などの範囲内にあってもよい。例えば、指定圧力がおよそ0気圧である場合、圧力センサ500、600、700は、温度変化に反応しない場合がある。別の例示的実施例では、蓋は、およそ1気圧の指定圧力を提供するように、空洞586、686、786を密封する。例えば、指定圧力は、0.99〜1.01気圧、0.95〜1.05気圧、0.9〜1.1気圧などの範囲内にあってもよい。   [0076] In some exemplary embodiments, a lid covers the cavities 586, 686, 786. The lid may be any suitable material, such as another wafer or part thereof. For example, the wafer or portion thereof forming the lid may be electrically isolated from other conductive elements in each pressure sensor 500, 600, 700 by an insulating layer. In one exemplary embodiment, the lid seals the cavities 586, 686, 786 in a vacuum to provide a specified pressure within the cavities 586, 686, 786. For example, the specified pressure may be approximately 0 atmosphere. According to this example, the specified pressure may be in a range of 0.0 to 0.01 atmosphere, 0.0 to 0.05 atmosphere, 0.0 to 0.1 atmosphere, and the like. For example, when the specified pressure is approximately 0 atmosphere, the pressure sensors 500, 600, and 700 may not respond to temperature changes. In another exemplary embodiment, the lid seals the cavities 586, 686, 786 to provide a specified pressure of approximately 1 atmosphere. For example, the specified pressure may be in the range of 0.99 to 1.01 atmosphere, 0.95 to 1.05 atmosphere, 0.9 to 1.1 atmosphere, and the like.

[0077]指定圧力は、蓋が圧力道管500、600、または700に設置された時点で決定されてもよい。蓋の接着は、比較的高い温度で実行されてもよいことが認識されるであろう。したがって、冷却中に、指定圧力の値は、圧力対温度の関係に従って、蓋が圧力道管500、600、700に設置された時点での値から減少してもよい。蓋が空洞586、686、786を真空状態で密封する場合、指定圧力は、冷却中に変化しないことがまた認識されるであろう。   [0077] The specified pressure may be determined when the lid is installed in the pressure conduit 500, 600, or 700. It will be appreciated that lid bonding may be performed at relatively high temperatures. Thus, during cooling, the value of the specified pressure may decrease from the value at the time when the lid was installed on the pressure conduit 500, 600, 700 according to the pressure versus temperature relationship. It will also be appreciated that if the lid seals the cavities 586, 686, 786 in a vacuum, the specified pressure does not change during cooling.

[0078]図8a〜8cは、本明細書で説明する実施例による、それぞれの結合配列を有する例示的な圧力センサ830、860、および890を示す。図8aに示すように、圧力センサ830は、空洞886内に懸架された圧力道管820を含む。圧力道管820は、介在構造要素802aによってトランスデューサ803に機械的に結合される。介在構造要素802aは、「V」形状を有する。圧力道管820内の道管圧力が空洞886内の空洞圧力よりも大きくなると、圧力道管は、変形して正のY方向に拡張する。正のY方向への圧力道管820の拡張は、力を接続点829aにおいて介在構造要素802aに作用させる。接続点829aでの力の作用は、矢印831によって表すように、介在構造要素802aを圧縮させる(例えば折り重なる)。介在構造要素802aの圧縮は、力を接続点829bにおいてトランスデューサ803に対して負のX方向に作用させる。   [0078] FIGS. 8a-8c illustrate exemplary pressure sensors 830, 860, and 890 having respective coupling arrangements, according to the embodiments described herein. As shown in FIG. 8 a, the pressure sensor 830 includes a pressure channel 820 suspended within a cavity 886. Pressure passage tube 820 is mechanically coupled to transducer 803 by intervening structural element 802a. The intervening structural element 802a has a “V” shape. When the channel pressure in the pressure channel 820 is greater than the cavity pressure in the cavity 886, the pressure channel deforms and expands in the positive Y direction. Expansion of the pressure channel 820 in the positive Y direction causes a force to act on the intervening structural element 802a at the connection point 829a. The action of force at the connection point 829a compresses (eg, folds) the intervening structural element 802a, as represented by arrow 831. The compression of the intervening structural element 802a causes a force to act on the transducer 803 in the negative X direction at the connection point 829b.

[0079]介在構造要素802a中に入力する仕事は、介在構造要素802aから出力する仕事に等しい。したがって、Win=Findin=Wout=Foutdoutであり、ここにWinは、入力の仕事であり、Woutは、出力の仕事であり、Finは、接続点829aにおいて圧力道管820に作用する力であり、dinは、接続点829aが正のY方向に移動する距離であり、Foutは、接続点829bにおいて介在構造要素802aに作用する力であり、doutは、接続点829bが負のX方向に移動する距離である。例示的実施例では、圧力道管820の剛性およびトランスデューサ803の剛性は、doutがdinよりも大きいように設定される。この実施例によれば、接続点829aの比較的小さい移動は、結果として接続点829bの比較的大きい移動をもたらし、それにより、介在構造要素802aは動作増幅器として機能する。別の例示的実施例では、圧力道管820の剛性およびトランスデューサ803の剛性は、doutをdinよりも小さくするように設定される。この実施例によれば、接続点829aの比較的大きい移動は、結果として接続点829bの比較的小さい移動をもたらし、それにより、介在構造要素802aは、動作減衰器として機能する。 [0079] The work input into the intervening structural element 802a is equal to the work output from the intervening structural element 802a. Therefore, Win = Fin * din = Wout = Fout * dout, where Win is the input work, Wout is the output work, and Fin acts on the pressure channel 820 at the connection point 829a. Din is the distance that the connection point 829a moves in the positive Y direction, Fout is the force acting on the intervening structural element 802a at the connection point 829b, and dout is the negative X at the connection point 829b. The distance to move in the direction. In the exemplary embodiment, the stiffness of pressure passage tube 820 and the stiffness of transducer 803 are set such that dout is greater than din. According to this embodiment, a relatively small movement of the connection point 829a results in a relatively large movement of the connection point 829b, whereby the intervening structural element 802a functions as an operational amplifier. In another exemplary embodiment, the stiffness of the pressure channel 820 and the stiffness of the transducer 803 are set to make dot less than din. According to this embodiment, the relatively large movement of the connection point 829a results in a relatively small movement of the connection point 829b, so that the intervening structural element 802a functions as a motion attenuator.

[0080]介在構造要素802bは、第2の方向の別の動作を生じさせることによって、第1の方向の動作に応答すると説明され、例示のために、第2の方向は第1の方向に垂直であるとしているが、それに限定することは意図されない。介在構造要素(例えば介在構造要素802b)は、第1の動作の増幅された変形である第2の動作を特定方向に生じさせることによって、第1の動作を特定方向に増幅しても増幅しなくてもよいことが認識されるであろう。   [0080] The intervening structural element 802b is described as responding to movement in the first direction by causing another movement in the second direction, and for purposes of illustration, the second direction is in the first direction. Although it is said to be vertical, it is not intended to be limited thereto. The intervening structural element (eg, the intervening structural element 802b) amplifies the first operation even if it is amplified in the specific direction by causing the second operation, which is an amplified version of the first operation, to occur in the specific direction. It will be appreciated that this is not necessary.

[0081]図8bに示すように、圧力センサ860は、圧力道管820を含み、その圧力道管は、介在構造要素802bによってトランスデューサ803に機械的に結合される。介在構造要素802bは、X方向に比較的硬く、Y方向に比較的柔軟であるように構成される。したがって、介在構造要素802bは、異方剛性(すなわち少なくとも2つの直交方向における剛性が異なる)を有し、圧力道管820をトランスデューサ803に異方的に結合する。介在構造要素802bを指定方向(例えばこの例でのY方向)に柔軟であるように構成することは、圧力道管820を製作するために使用される材料と、トランスデューサ803を製作するために使用される材料との間の熱膨張係数(CTE)の不整合からのパッケージ応力の問題および/または影響を妨げて(低減して)もよい。   [0081] As shown in FIG. 8b, the pressure sensor 860 includes a pressure channel 820, which is mechanically coupled to the transducer 803 by an intervening structural element 802b. The intervening structural element 802b is configured to be relatively hard in the X direction and relatively flexible in the Y direction. Accordingly, the intervening structural element 802b has anisotropic stiffness (ie, different stiffness in at least two orthogonal directions) and couples the pressure channel 820 to the transducer 803 anisotropically. Configuring the intervening structural element 802b to be flexible in a specified direction (eg, the Y direction in this example) is used to fabricate the material used to fabricate the pressure channel 820 and the transducer 803. It may prevent (reduce) package stress problems and / or effects from thermal expansion coefficient (CTE) mismatch with the material being made.

[0082]指定方向における介在構造要素(例えば介在構造要素802b)の剛性は、様々な理由のうちの任意の理由のために低減されてもよい。例えば、介在構造要素が指定方向に押され、介在構造要素がその方向に応答することが望ましくない場合に、その方向の介在構造要素の剛性が低減されてもよい。別の例では、比較的大きい距離が2つの点の間に存在する場合に、それらの点によって画定された軸に沿った介在構造要素の剛性が低減されてもよい。さらに別の例では、熱影響が、圧力道管の変形を応答が望ましくない特定方向に生じさせる場合、その方向の介在構造要素の剛性が低減されてもよい。   [0082] The stiffness of the intervening structural element (eg, intervening structural element 802b) in the specified direction may be reduced for any of a variety of reasons. For example, if an intervening structural element is pushed in a specified direction and it is not desirable for the intervening structural element to respond in that direction, the stiffness of the intervening structural element in that direction may be reduced. In another example, if a relatively large distance exists between two points, the stiffness of the intervening structural element along the axis defined by those points may be reduced. In yet another example, if the thermal effect causes deformation of the pressure channel in a particular direction where response is not desired, the stiffness of the intervening structural element in that direction may be reduced.

[0083]図8cに示すように、圧力センサ890は、圧力道管820を含み、その圧力道管は、介在構造要素802cによってトランスデューサ803に機械的に結合される。介在構造要素802cは、圧力道管820をトランスデューサ803に直接的に結合する。したがって、トランスデューサ803は、圧力道管820の変形とともに直接移動する。   [0083] As shown in FIG. 8c, the pressure sensor 890 includes a pressure channel 820, which is mechanically coupled to the transducer 803 by an intervening structural element 802c. Intervening structural element 802 c couples pressure channel 820 directly to transducer 803. Therefore, the transducer 803 moves directly with the deformation of the pressure channel 820.

[0084]測定されるべき圧力は、様々な態様のうちの任意の態様で圧力センサに入力してもよい。例えば、圧力道管は、ウェハの面上の道管圧力出入口に経路選択されてもよく、圧力は、道管圧力出入口を通って圧力センサに入力してもよい。例えば、道管圧力出入口は、圧力センサが、ウェハ内に形成された別の圧力センサから圧力センサを物理的に取り外すために分離される(例えばソーイングされる)ときに、形成されてもよい。別の例では、圧力チャネルがウェハ上に設置された蓋を通して経路選択されることにより、圧力出入口を(例えば、圧力チャネルをウェハの面上の圧力出入口に経路選択するよりもむしろ)蓋の最上部に設けてもよい。図9は、圧力チャネルが、圧力センサの蓋を通して蓋の最上部の圧力出入口まで経路選択されている1つの例示的実装を図示する。   [0084] The pressure to be measured may be input to the pressure sensor in any of a variety of ways. For example, the pressure channel may be routed to a channel pressure inlet / outlet on the surface of the wafer, and the pressure may be input to the pressure sensor through the channel pressure inlet / outlet. For example, the conduit pressure inlet / outlet may be formed when the pressure sensor is separated (eg, sawed) to physically remove the pressure sensor from another pressure sensor formed in the wafer. In another example, the pressure channel is routed through a lid placed on the wafer, thereby allowing the pressure inlet (e.g., rather than routing the pressure channel to the pressure inlet on the surface of the wafer) the top of the lid. You may provide in upper part. FIG. 9 illustrates one exemplary implementation in which the pressure channel is routed through the lid of the pressure sensor to the pressure inlet at the top of the lid.

[0085]特に、図9は、本明細書で説明する実施例による圧力センサ900の側面図である。圧力センサ900は、基板980(例えば感知ウェハ)および基板980を覆う蓋990(例えばキャッピングウェハ)を含む。基板980は、圧力道管920が懸架されるように示された空洞986を含む。圧力道管920は、埋込み圧力道管983および蓋990内のチャネル984を介して周囲圧力出入口985に連結する。例えば、周囲圧力出入口985は、測定されるべき周囲圧力に接続するように作成されてもよい。シリコンチャネル984の方向の変更は、図9に示すように、2つのエッチングされたウェハを一緒に接着することによって達成されてもよい。方向変更を示す目的は、周囲圧力出入口985の場所が、必要に応じて蓋990の上にあってもよく、埋込み圧力道管983への接続部の鉛直方向上方の場所に限定されないことを示すためである。さらにまた、複数の圧力道管は、圧力センサの配列を作成するために、複数の周囲出入口とともに構築されてもよい。   [0085] In particular, FIG. 9 is a side view of a pressure sensor 900 according to embodiments described herein. The pressure sensor 900 includes a substrate 980 (eg, a sensing wafer) and a lid 990 (eg, a capping wafer) that covers the substrate 980. The substrate 980 includes a cavity 986 that is shown as the pressure channel 920 is suspended. The pressure channel 920 connects to the ambient pressure inlet / outlet 985 via a buried pressure channel 983 and a channel 984 in the lid 990. For example, the ambient pressure inlet / outlet 985 may be made to connect to the ambient pressure to be measured. Changing the orientation of the silicon channel 984 may be accomplished by bonding two etched wafers together as shown in FIG. The purpose of indicating reorientation is to indicate that the location of the ambient pressure inlet / outlet 985 may be above the lid 990 if desired and is not limited to the location vertically above the connection to the embedded pressure conduit 983. Because. Furthermore, a plurality of pressure conduits may be constructed with a plurality of ambient doorways to create an array of pressure sensors.

[0086]図10は、本明細書で説明する実施例による複数空洞圧力センサ1000の簡略上面図である。圧力センサ1000は、第1の感知要素1088a、第2の感知要素1088b、第3の感知要素1088c、および第4の感知要素1088dを含む。第1の感知要素1088aは、第1の空洞1086aおよび第1の圧力道管1020aを含み、その第1の圧力道管1020aは、第1の空洞1086a内に懸架される。第2の感知要素1088bは、第2の空洞1086bおよび第2の圧力道管1020bを含み、この第2の圧力道管1020bは、第2の空洞1086b内に懸架される。第3の感知要素1088cは、第3の空洞1086cおよび第3の圧力道管1020cを含み、その第3の圧力道管1020cは、第3の空洞1086c内に懸架される。第4の感知要素1088dは、第4の空洞1086dおよび第4の圧力道管1020dを含み、その第4の圧力道管1020dは、第4の空洞1086d内に懸架される。   [0086] FIG. 10 is a simplified top view of a multi-cavity pressure sensor 1000 according to embodiments described herein. The pressure sensor 1000 includes a first sensing element 1088a, a second sensing element 1088b, a third sensing element 1088c, and a fourth sensing element 1088d. The first sensing element 1088a includes a first cavity 1086a and a first pressure path tube 1020a, which is suspended within the first cavity 1086a. The second sensing element 1088b includes a second cavity 1086b and a second pressure path tube 1020b, which is suspended within the second cavity 1086b. The third sensing element 1088c includes a third cavity 1086c and a third pressure path tube 1020c, which is suspended within the third cavity 1086c. The fourth sensing element 1088d includes a fourth cavity 1086d and a fourth pressure path tube 1020d, which is suspended within the fourth cavity 1086d.

[0087]第2および第3の圧力道管1020bおよび1020cにおいて、ならびに第1および第4の空洞1086aおよび1086dにおいては(第1および第4の圧力道管1020aおよび1020dの外側を除く)、第1の圧力P1であるように示される。
第1および第4の圧力道管1020aおよび1020dにおいて、ならびに第2および第3の空洞1086bおよび1086cにおいては(第2および第3の圧力道管1020bおよび1020cの外側を除く)、第2の圧力P2であるように示される。したがって、第1の感知要素1088aと第4の感知要素1088dとは、同様の構成を有する。第2の感知要素1088bと第3の感知要素1088cとは、同様の構成を有する。
[0087] In the second and third pressure passage tubes 1020b and 1020c, and in the first and fourth cavities 1086a and 1086d (except outside the first and fourth pressure passage tubes 1020a and 1020d), A pressure P1 of 1 is shown.
The second pressure in the first and fourth pressure passages 1020a and 1020d and in the second and third cavities 1086b and 1086c (except outside the second and third pressure passages 1020b and 1020c) Shown as P2. Accordingly, the first sensing element 1088a and the fourth sensing element 1088d have a similar configuration. The second sensing element 1088b and the third sensing element 1088c have a similar configuration.

[0088]第1、第2、第3および第4の感知要素1088a〜1088dは、図10に示すように、X方向およびY方向の処理における傾斜を補償する(例えばキャンセルする)ために上記のように構成される。例えば、傾斜がX方向に存在する場合(例えば、比較的小さいY値を有する領域と比較して、比較的大きいY値を有する領域において、わずかにより多い金属が単位面積当たりに堆積させられる場合)、第1、第2、第3、および第4の感知要素1088a〜1088dの前述の構成は、そのような傾斜を補償する。同様に、傾斜がY方向に存在する場合(例えば、エッチングが、比較的大きいX値を有する領域と比較して比較的小さいX値を有する領域においてより大きい場合)、前述の構成は、そのような傾斜を補償する。   [0088] The first, second, third and fourth sensing elements 1088a-1088d are described above to compensate (eg, cancel) tilt in the X and Y direction processing, as shown in FIG. Configured as follows. For example, if the slope is in the X direction (eg, slightly more metal is deposited per unit area in a region with a relatively large Y value compared to a region with a relatively small Y value). The previously described configurations of the first, second, third, and fourth sensing elements 1088a-1088d compensate for such tilt. Similarly, if a slope exists in the Y direction (eg, if the etch is larger in a region having a relatively small X value compared to a region having a relatively large X value), the configuration described above would be To compensate for the tilt.

[0089]圧力センサ1000は、第1、第2、第3、第4、第5の輸送道管1092a、1092b、1092c、1092dおよび1092eを含み、それらの輸送道管のそれぞれは、例示のために、圧力道管として構成される。輸送道管1092a〜1092eは、圧力感知要素1088a〜1088dがその上に製作されるウェハの平面内に構成される。ウェハの平面は、図10に示すように、X軸とY軸とによって画定される。第1の輸送道管1092aは、第1の圧力道管1020aと第3の空洞1086cとの間に接続される。第1の輸送道管1092aの一部分は、第3の空洞1086c内に開口部1094aを設けるために除去され、その開口部は、第1の圧力道管1020a内の環境を第3の空洞1086c内の環境に曝露(案内)する。第2の輸送道管1092bは、第2の圧力道管1020bと多岐管1096との間に接続される。第2の輸送道管1092bの一部分は、開口部1094bを多岐管1096内に設けるために除去され、その開口部は、第2の圧力道管1020b内の環境を多岐管1096内の環境に曝露(案内)する。   [0089] The pressure sensor 1000 includes first, second, third, fourth, and fifth transport passage tubes 1092a, 1092b, 1092c, 1092d, and 1092e, each of which is for illustrative purposes. And configured as a pressure channel. Transport path tubes 1092a-1092e are configured in the plane of the wafer on which pressure sensing elements 1088a-1088d are fabricated. The plane of the wafer is defined by the X and Y axes, as shown in FIG. The first transport passage tube 1092a is connected between the first pressure passage tube 1020a and the third cavity 1086c. A portion of the first transport path tube 1092a is removed to provide an opening 1094a in the third cavity 1086c, which opens the environment within the first pressure path tube 1020a within the third cavity 1086c. To be exposed (guided) to the environment. The second transport passage tube 1092b is connected between the second pressure passage tube 1020b and the manifold 1096. A portion of second transport passage tube 1092b is removed to provide opening 1094b in manifold 1096, which exposes the environment in second pressure passage tube 1020b to the environment in manifold 1096. (invite.

[0090]第3の輸送道管1092cは、第3の圧力道管1020cと多岐管1096との間に接続される。第3の輸送道管1092cの一部分は、開口部1094cを多岐管1096内に設けるために除去され、その開口部は、第3の圧力道管1020c内の環境を多岐管1096内の環境に曝露(案内)する。第4の輸送道管1092dは、第4の圧力道管1020dと第2の空洞1086bとの間に接続される。第4の輸送道管1092dの一部分は、開口部1094dを第2の空洞1086b内に設けるために除去され、その開口部は、第4の圧力道管1020dの環境を第2の空洞1086b内の環境に曝露(案内)する。   [0090] The third transport passage tube 1092c is connected between the third pressure passage tube 1020c and the manifold 1096. A portion of third transport conduit 1092c is removed to provide opening 1094c in manifold 1096, which exposes the environment in third pressure conduit 1020c to the environment in manifold 1096. (invite. The fourth transport passage tube 1092d is connected between the fourth pressure passage tube 1020d and the second cavity 1086b. A portion of the fourth transport passage tube 1092d is removed to provide an opening 1094d in the second cavity 1086b, which opens the environment of the fourth pressure passage tube 1020d in the second cavity 1086b. Expose (guide) the environment.

[0091]第5の輸送道管1092eは、第1の空洞1086a、第4の空洞1086dと多岐管1096との間に接続される。第5の輸送道管1092eの第1の部分は、多岐管1096内に含まれる。第5の輸送道管1092eの第2の部分は、第1の空洞1086a内に含まれる。第5の輸送道管1092eの第3の部分は、第4の空洞1086d内に含まれる。第5の輸送道管1092eの第1の部分の一部は、開口部1094eを多岐管1096内に設けるために除去される。第5の輸送道管1092eの第2の部分の一部は、開口部1094fを第1の空洞1086a内に設けるために除去される。第5の輸送道管1092eの第3の部分の一部は、開口部1094gを第4の空洞1086d内に設けるために除去される。開口部1094e、1094f、および0194gは、多岐管1096内の環境を第1の空洞1086aおよび第4の空洞1086d内の環境に曝露(案内)する。開口部を有する例示的な圧力道管は、図12を参照して下記でさらに詳細に説明される。   [0091] The fifth transport path tube 1092e is connected between the first cavity 1086a, the fourth cavity 1086d, and the manifold 1096. A first portion of the fifth transport conduit 1092e is included in the manifold 1096. The second portion of the fifth transport path tube 1092e is contained within the first cavity 1086a. A third portion of the fifth transport path tube 1092e is contained within the fourth cavity 1086d. A portion of the first portion of the fifth transport path tube 1092e is removed to provide an opening 1094e in the manifold 1096. A portion of the second portion of the fifth transport path tube 1092e is removed to provide an opening 1094f in the first cavity 1086a. A portion of the third portion of the fifth transport path tube 1092e is removed to provide an opening 1094g in the fourth cavity 1086d. Openings 1094e, 1094f, and 0194g expose (guide) the environment in manifold 1096 to the environment in first cavity 1086a and fourth cavity 1086d. An exemplary pressure passage having an opening is described in further detail below with reference to FIG.

[0092]圧力測定出入口1098は、多岐管1096の環境を圧力センサ1000の外側にある環境(例えば周囲環境)に曝露(案内)する。例えば、第1の圧力P1は、圧力測定出入口1098を通って多岐管1096に入力してもよい。第1の圧力P1は、多岐管1096から、第3の輸送道管1092cを通して第3の圧力道管1020cまで、第2の輸送道管1092bを通して第2の圧力道管1020bまで、ならびに第5の輸送道管1092eを通して第1の空洞1086aおよび第4の空洞1086dまで伝送されてもよい。1つの例では、第1の圧力P1は、測定されるべき圧力であってもよく、第2の圧力P2は、基準圧力であってもよい。別の例では、第1の圧力P1は、基準圧力であってもよく、第2の圧力P2は、測定されるべき圧力であってもよい。開口部1094a〜1094gがそれぞれの道管圧力出入口を構成することが認識されるであろう。   [0092] Pressure measurement inlet / outlet 1098 exposes (guides) the environment of manifold 1096 to an environment outside pressure sensor 1000 (eg, the surrounding environment). For example, the first pressure P 1 may be input to the manifold 1096 through the pressure measurement inlet / outlet 1098. The first pressure P1 is from the manifold 1096, through the third transport passage tube 1092c to the third pressure passage tube 1020c, through the second transport passage tube 1092b to the second pressure passage tube 1020b, and the fifth It may be transmitted through the transport channel 1092e to the first cavity 1086a and the fourth cavity 1086d. In one example, the first pressure P1 may be a pressure to be measured and the second pressure P2 may be a reference pressure. In another example, the first pressure P1 may be a reference pressure and the second pressure P2 may be a pressure to be measured. It will be appreciated that the openings 1094a-1094g constitute respective conduit pressure outlets.

[0093]差異測定が、第1の圧力P1と第2の圧力P2とを比較すること(例えば、第1の圧力を第2の圧力から減算すること、またはその逆も同様)によって実行されてもよい。複数の感知要素が、第1の圧力P1と第2の圧力P2との間の差を表す信号の振幅を増大させるために、および/または信号に関するSN比(SNR)を増大させるために、空洞1086a〜1086dのそれぞれに含まれてもよいことが認識されるであろう。   [0093] A difference measurement is performed by comparing the first pressure P1 and the second pressure P2 (eg, subtracting the first pressure from the second pressure, or vice versa). Also good. A plurality of sensing elements are used to increase the amplitude of the signal representing the difference between the first pressure P1 and the second pressure P2 and / or to increase the signal-to-noise ratio (SNR) for the signal. It will be appreciated that each of 1086a-1086d may be included.

[0094]第1の感知要素1088a、第2の感知要素1088b、第3の感知要素1088c、および第4の感知要素1088dは、それぞれ、第1のトランスデューサ1003a、第2のトランスデューサ1003b、第3のトランスデューサ1003c、および第4のトランスデューサ1003dを含む。それ自体の対応するトランスデューサ1003a〜1003dを含む感知要素1088a〜1088dは、図10では、第1の対角線および第2の対角線を有する格子状に構成されるように示される。例えば、第1の対角線は、トランスデューサ1003a〜1003dの第1のサブセット(例えば第1および第4のトランスデューサ1003aおよび1003d)を含んでもよい。第2の対角線は、トランスデューサ1003a〜1003dの第2のサブセット(例えば第2および第3のトランスデューサ1003bおよび1003c)を含んでもよい。第1のサブセットにおけるトランスデューサは、(例えば第2の圧力P2に対する)第1の圧力P1の増加とともに増加する第1の容量を有してもよい。第2のサブセットにおけるトランスデューサは、第1の圧力P1の増加とともに減少する第2の容量を有してもよい。トランスデューサ1003a〜1003dは、第1の容量と第2の容量との間の差に基づいて微分キャパシタンス(微分容量)を提供するように構成されてもよい。   [0094] The first sensing element 1088a, the second sensing element 1088b, the third sensing element 1088c, and the fourth sensing element 1088d are respectively a first transducer 1003a, a second transducer 1003b, a third A transducer 1003c and a fourth transducer 1003d are included. Sensing elements 1088a through 1088d, including their own corresponding transducers 1003a through 1003d, are shown in FIG. 10 to be configured in a grid having a first diagonal and a second diagonal. For example, the first diagonal line may include a first subset of transducers 1003a-103d (eg, first and fourth transducers 1003a and 1003d). The second diagonal may include a second subset of transducers 1003a-103d (eg, second and third transducers 1003b and 1003c). The transducers in the first subset may have a first capacitance that increases with an increase in the first pressure P1 (eg, relative to the second pressure P2). The transducers in the second subset may have a second volume that decreases with increasing first pressure P1. The transducers 1003a to 1003d may be configured to provide a differential capacitance based on the difference between the first capacitance and the second capacitance.

[0095]図11a〜11oは、ウェハの断面を示して、本明細書で説明する実施例による圧力センサ1100の製作を例示する。図11aに示すように、圧力センサ1100の製作は、シリコンウェハ1106から始める。酸化物マスクおよびフォトリソグラフィを使用して、トレンチ1102aおよび1102bは、それぞれのトレンチ開口部1101aおよび1101bがそれぞれのトレンチ底面幅1104aおよび1104bよりも小さくあるような態様で、ウェハ1106においてエッチングされる。酸化物マスクは、任意の好適な厚さ(例えば、およそ0.5ミクロン)を有してもよい。酸化物マスクは、シリコンエッチング後に、緩衝酸化物エッチングにおいて剥離されて、図11aに示すシリコン構造をもたらす。   [0095] FIGS. 11a-11o illustrate cross-sections of a wafer and illustrate the fabrication of a pressure sensor 1100 according to the embodiments described herein. As shown in FIG. 11 a, fabrication of the pressure sensor 1100 begins with a silicon wafer 1106. Using an oxide mask and photolithography, the trenches 1102a and 1102b are etched in the wafer 1106 in such a manner that the respective trench openings 1101a and 1101b are smaller than the respective trench bottom widths 1104a and 1104b. The oxide mask may have any suitable thickness (eg, approximately 0.5 microns). The oxide mask is stripped in a buffered oxide etch after the silicon etch, resulting in the silicon structure shown in FIG. 11a.

[0096]ここで図11bを参照すると、ウェハ1106がエッチングされた後に、ウェハ1106は、熱酸化物の好適な厚さ(例えばおよそ2.2ミクロン)を成長させるのに十分長い間、比較的高い温度(例えば1100℃)の熱酸化装置内に置かれる。この酸化反応の実行において、トレンチ1102aおよび1102bのそれぞれの上側部分は、それぞれのシーム1116aおよび1116b、それぞれの側壁酸化物1121aおよび1121b、ならびに最上部酸化物1114をピンチオフし、形成する。図11bに示すように、空隙1115aおよび1115bは、それぞれのトレンチ1102aおよび1102bの内部に形成される。トレンチの最上部は、それぞれのシーム1116aおよび1116bによって密封されるが、シーム1116aおよび1116bは、構造上の弱点である。酸化反応が、典型的な石英炉が耐えることができる温度よりも高い温度で実行されない限り、シームは溶解しない。   [0096] Referring now to FIG. 11b, after the wafer 1106 has been etched, the wafer 1106 is relatively long enough to grow a suitable thickness of thermal oxide (eg, approximately 2.2 microns). It is placed in a high temperature (eg, 1100 ° C.) thermal oxidizer. In performing this oxidation reaction, the respective upper portions of trenches 1102a and 1102b pinch off and form respective seams 1116a and 1116b, respective sidewall oxides 1121a and 1121b, and top oxide 1114. As shown in FIG. 11b, voids 1115a and 1115b are formed within respective trenches 1102a and 1102b. The top of the trench is sealed by respective seams 1116a and 1116b, but seams 1116a and 1116b are structural weaknesses. Unless the oxidation reaction is carried out at a temperature higher than a typical quartz furnace can withstand, the seam will not melt.

[0097]図11cに示すように、好適な厚さ(例えばおよそ0.5ミクロンの厚さ)を有する多結晶シリコン1130の層が、シーム1116aおよび1116bの溶解を容易にするよう堆積されてもよい。多結晶シリコン1130は、低圧化学気相成長(LPCVD)または別の好適な種類の堆積を使用して、ドープされない状態で堆積されることができ、その結果物は概ね共形であり得る。シーム1116aは、さらなる多結晶シリコン層が堆積される場合、側壁酸化物1121aおよび1121bの成長中に、必ずしも完全に溶解するまたは閉鎖さえする必要があるというわけではないことが認識されるであろう。多結晶シリコン1130は、間隙を埋めることおよびシーム1116aおよび1116bを溶解することの両方を行ってもよい。   [0097] As shown in FIG. 11c, a layer of polycrystalline silicon 1130 having a suitable thickness (eg, approximately 0.5 microns thick) may be deposited to facilitate dissolution of the seams 1116a and 1116b. Good. Polycrystalline silicon 1130 can be deposited undoped using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) or another suitable type of deposition, and the result can be generally conformal. It will be appreciated that the seam 1116a does not necessarily need to be completely dissolved or even closed during the growth of the sidewall oxides 1121a and 1121b when additional polysilicon layers are deposited. . Polycrystalline silicon 1130 may both fill the gap and dissolve seams 1116a and 1116b.

[0098]図11dを参照すると、一旦ウェハが第2の酸化反応を受けると、多結晶シリコン1130が二酸化ケイ素1131に変わることにより、シーム1116aおよび1116bを密封する。必要ならば、図11eに示すように、化学機械研磨ステップが、二酸化ケイ素1131を平坦にして平面1132を生成するために使用されてもよい。ウェハは、例示のために、シリコンから形成されると説明され、結果生じる酸化物は、二酸化ケイ素であると説明される。ウェハは、任意の好適な半導体材料から形成されてもよく、結果生じる酸化物は、任意の好適な誘電体であってもよいことが認識されるであろう。   [0098] Referring to FIG. 11d, once the wafer undergoes a second oxidation reaction, the polycrystalline silicon 1130 turns into silicon dioxide 1131 to seal the seams 1116a and 1116b. If necessary, a chemical mechanical polishing step may be used to flatten the silicon dioxide 1131 and produce a flat surface 1132 as shown in FIG. 11e. The wafer is described as being formed from silicon for illustrative purposes, and the resulting oxide is described as silicon dioxide. It will be appreciated that the wafer may be formed from any suitable semiconductor material and the resulting oxide may be any suitable dielectric.

[0099]図11fに示すように、フォトリソグラフィと酸化物エッチングとの組合せが、バイア1140をエッチングするために使用されてもよい。標準シリコン接点(または別の種類の接点)が、次いで、薄型酸化作用、植込み、緩衝酸化物エッチング、アルミニウム堆積、フォトリソグラフィおよび金属エッチングの後続の組合せを使用して作成されてもよい。例えば、前述の製作処理ステップは、金属(例えばアルミニウム)トレース1141をもたらす。   [0099] As shown in FIG. 11f, a combination of photolithography and oxide etching may be used to etch vias 1140. A standard silicon contact (or another type of contact) may then be made using subsequent combinations of thin oxidation, implantation, buffered oxide etching, aluminum deposition, photolithography and metal etching. For example, the fabrication process steps described above result in metal (eg, aluminum) traces 1141.

[0100]図11gは、トレース1141上に共形に堆積された金属間誘電体(IMD)1142および隣接する二酸化ケイ素層を示す。図11hに示すように、別のアルミニウムトレース1151およびバイア1156が、形成される。この場合、アルミニウム間の界面は、金属堆積前に、イオンビーム洗浄を使用して簡単に調製される。また、図11hは、例示のために、最上部平面1153を形成するために化学機械平坦化技術(CMP)によって平坦にされた最上部酸化物1152を示す。最上部酸化物1152は、必ずしもCMPによって平坦にされる必要があるわけではないことが認識されるであろう。実際、最上部酸化物1152は、どのような状況でも、必ずしも平坦にされる必要があるわけではない。   [0100] FIG. 11g shows an intermetal dielectric (IMD) 1142 and an adjacent silicon dioxide layer deposited conformally on trace 1141. As shown in FIG. 11h, another aluminum trace 1151 and via 1156 are formed. In this case, the interface between the aluminum is simply prepared using ion beam cleaning prior to metal deposition. FIG. 11h also shows, by way of example, a top oxide 1152 that has been planarized by chemical mechanical planarization technique (CMP) to form a top plane 1153. It will be appreciated that the top oxide 1152 need not necessarily be planarized by CMP. In fact, the top oxide 1152 does not necessarily have to be flat in any situation.

[0101]図11iでは、成長したフォトレジストパターン1160、1161、および1162が示される。フォトレジストパターン1160、1161、および1162は、シリコンメサ、圧力感知要素、およびシリコン接続点を画定するために作成される。表面1163は、フォトレジストパターンによって保護されていないことに留意されたい。二酸化ケイ素エッチングと深掘りシリコンエッチングとの組合せを使用して、フォトレジストパターン1160、1161、および1162を下地シリコンに転写した後に、図11jに示される構造になる。図11jに示すように、圧力道管1173の最上部部分は、圧力道管1173がフォトレジストパターンによって保護されていないので、エッチング除去される。フォトレジストパターン1160、1161、および1162は、下地構造(例えば圧力道管1172およびシリコンコネクタ1170)よりもわずかに大きく、それらは、製造における典型的な不整列を可能にするよう曝露される。したがって、シリコンストリンガ1171が、圧力道管1172および1173の側壁に生じ得る。湿式または乾式化学を使用して比較的短い等方性シリコンエッチングを行うことによって、シリコンストリンガ1171が除去されてもよい。シリコンストリンガ1171が除去されない場合、それらは、シリコンストリンガ1171と、下地二酸化ケイ素との間の熱膨張係数(CTE)の不整合に起因して望ましくない非対称性および/または望ましくない信号変化を生成する。等方性シリコンエッチングの結果は、図11kに示すように、清浄な側壁1175および1176であるはずである。   [0101] In FIG. 11i, grown photoresist patterns 1160, 1161, and 1162 are shown. Photoresist patterns 1160, 1161, and 1162 are created to define silicon mesas, pressure sensitive elements, and silicon connection points. Note that surface 1163 is not protected by a photoresist pattern. After transferring photoresist patterns 1160, 1161, and 1162 to the underlying silicon using a combination of silicon dioxide etching and deep silicon etching, the structure shown in FIG. As shown in FIG. 11j, the uppermost portion of the pressure channel 1173 is etched away because the pressure channel 1173 is not protected by the photoresist pattern. Photoresist patterns 1160, 1161, and 1162 are slightly larger than the underlying structures (eg, pressure channel 1172 and silicon connector 1170), and they are exposed to allow typical misalignments in manufacturing. Accordingly, silicon stringers 1171 can occur on the side walls of the pressure conduits 1172 and 1173. Silicon stringer 1171 may be removed by performing a relatively short isotropic silicon etch using wet or dry chemistry. If the silicon stringers 1171 are not removed, they create undesirable asymmetries and / or undesirable signal changes due to thermal expansion coefficient (CTE) mismatch between the silicon stringers 1171 and the underlying silicon dioxide. . The result of the isotropic silicon etch should be clean sidewalls 1175 and 1176, as shown in FIG.

[0102]図11lに示すように、二酸化ケイ素1177の共形層は、スパッタ堆積システムを使用して堆積される。二酸化ケイ素1177は、例えば、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)シランベースの堆積またはテトラエチルオルトシリケート(TEOS)ベースの堆積を使用して堆積されてもよい。二酸化ケイ素の全ての水平面を除去するために二酸化ケイ素の以降の異方性エッチングを実行することによって、図11mに示すデバイスが得られる。残存する二酸化ケイ素側壁1184が、シリコンコネクタ1170ならびに圧力道管1172および1173の側部を被覆する。   [0102] As shown in FIG. 111, a conformal layer of silicon dioxide 1177 is deposited using a sputter deposition system. Silicon dioxide 1177 may be deposited, for example, using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) silane based deposition or tetraethylorthosilicate (TEOS) based deposition. By performing a subsequent anisotropic etch of silicon dioxide to remove all horizontal surfaces of silicon dioxide, the device shown in FIG. 11m is obtained. The remaining silicon dioxide sidewall 1184 covers the sides of the silicon connector 1170 and the pressure conduits 1172 and 1173.

[0103]図11nは、等方性シリコン剥離がSF6プラズマ中で実行された後におけるウェハの断面を示す。絶縁トレンチ1191の底部1195、ならびに圧力道管1172および1173の下面1190にシリコンがないことに留意されたい。エッチングアーチファクト1192が、それぞれの構造(すなわちシリコンビーム1185ならびに圧力道管1172および1173)の下のシリコン基板床1196に生じる。同様のアーチファクト1183が、シリコンビーム1185の下面に生じる。   [0103] FIG. 11n shows a cross-section of the wafer after isotropic silicon stripping has been performed in SF6 plasma. Note that there is no silicon at the bottom 1195 of the isolation trench 1191 and the lower surface 1190 of the pressure conduits 1172 and 1173. Etch artifacts 1192 occur in the silicon substrate floor 1196 under the respective structures (ie, silicon beam 1185 and pressure conduits 1172 and 1173). A similar artifact 1183 occurs on the lower surface of the silicon beam 1185.

[0104]図11oに示すように、製作シーケンスは、側壁酸化物を除去するための比較的短いPrimaxx(登録商標)エッチングによって終了してもよい。例えば、側壁酸化物の除去は、清浄なシリコン側壁1181を生じさせる。さらにまた、Primaxx(登録商標)エッチングは、また、金属層1198を曝露するのに十分な程度に最上部酸化物1197をエッチングする。金属層1198を曝露することは、接着パッドおよびシールリングの両方を以降のウェハスケール蓋接着プロセスに提供することに有用である。   [0104] As shown in FIG. 11o, the fabrication sequence may be terminated by a relatively short Primaxx® etch to remove the sidewall oxide. For example, removal of sidewall oxide results in clean silicon sidewalls 1181. Furthermore, the Primaxx® etch also etches the top oxide 1197 to an extent sufficient to expose the metal layer 1198. Exposing the metal layer 1198 is useful for providing both an adhesive pad and a seal ring for subsequent wafer scale lid bonding processes.

[0105]図11a〜11oは、例示のために、標準シリコンウェハに関して説明されてきたが、限定を意図するものではない。当業者であればわかるように、シリコンをインシュレータ上に、または堆積されたエピタキシャルシリコンを酸化物上に使用する変更例は、本明細書で説明する実施例の範囲内にある。圧力センサを標準シリコンウェハから作成することは、コスト理由に対して望ましくあり得ることが認識されるであろう。   [0105] FIGS. 11a-11o have been described with reference to a standard silicon wafer for purposes of illustration, but are not intended to be limiting. As will be appreciated by those skilled in the art, variations using silicon on the insulator or deposited epitaxial silicon on the oxide are within the scope of the embodiments described herein. It will be appreciated that making the pressure sensor from a standard silicon wafer may be desirable for cost reasons.

[0106]圧力道管およびトランスデューサの両方は、本明細書で説明する断面に示す要素を使用して製作されてもよいことが認識されるであろう。   [0106] It will be appreciated that both pressure conduits and transducers may be fabricated using the elements shown in the cross-sections described herein.

[0107]図12は、本明細書で説明する実施例による開口部1294を有する圧力道管1200を表す。圧力道管1200は、第1の部分1278aおよび第2の部分1278bを含む。図12に示すように、第2の部分1278bの最上部は、エッチングステップにおいてエッチング除去される。第2の部分1278bの最上部は、図12に示すY軸に沿って指定されたY値Yより上の、第2の部分1178bの一部分であるように画定される。例えば、慣性センサ、例えば加速度計またはジャイロスコープを製作するために使用される第2の部分1278bの最上部は、製作プロセスにおいて使用されるマスクのうちの1つを単に変えることによって、製作プロセスの本来部分としてエッチング除去されてもよい。例えば、図11iに戻って参照すると、フォトレジストは、エッチングされるべきパターン(例えば1160、1161、および1162)を画定するために使用されてもよい。パターンは、パターンの下にある層を保護することを意図する。パターンによって保護されない領域では、図11iから図11jへの移行において示すように、エッチングが非保護マスキング酸化物を通ってウェハの中へと生じる。 [0107] FIG. 12 depicts a pressure conduit 1200 having an opening 1294 according to the embodiments described herein. Pressure passage tube 1200 includes a first portion 1278a and a second portion 1278b. As shown in FIG. 12, the top of the second portion 1278b is etched away in the etching step. Top of the second portion 1278b is above the Y value Y D specified along the Y axis shown in FIG. 12, is defined to be a portion of the second portion 1178B. For example, the top of the second portion 1278b used to fabricate an inertial sensor, such as an accelerometer or a gyroscope, can be modified by simply changing one of the masks used in the fabrication process. Etching may be removed as a natural part. For example, referring back to FIG. 11i, photoresist may be used to define the pattern to be etched (eg, 1160, 1161, and 1162). The pattern is intended to protect the layer underlying the pattern. In areas not protected by the pattern, etching occurs through the unprotected masking oxide into the wafer, as shown in the transition from FIG. 11i to FIG. 11j.

[0108]このように、フォトレジストが圧力道管(例えば圧力道管1200)上に設置される場合、フォトレジスト下の酸化物は未処置のままであり、圧力道管は、圧力道管の側部上にいくらかの残さ(例えばシリコンストリンガ1171)がある状態で粗く切り取られる。しかし、フォトレジストが圧力道管上に設置されない場合(図11iにおいて圧力道管1173に関して示すように)、最上部マスキング酸化物は、エッチング除去されるが、圧力道管は、多くの酸化物を含むので、(図11jにおいて圧力道管1173に関して示すように)酸化物の相当量が残存する。したがって、フォトレジストを圧力道管1200の第1の部分1278a上に設置し、フォトレジストを圧力道管1200の第2の部分1278b上に設置しないことによって、第2の部分1278bの最上部は、エッチング除去されて、第2の部分1278bに開口部1294を残し得る。同様に、エッチングステップは、圧力道管1200周りのウェハをエッチングし得ることが認識されるであろう。開口部1294は、図10に示される開口部1094a〜1094gのうちの任意の1つまたは複数のものの例示的実装である。開口部1294は、圧力道管出入口と呼ばれてもよい。   [0108] Thus, when photoresist is placed on a pressure tract (eg, pressure tract 1200), the oxide under the photoresist remains untreated and the pressure tract is Roughly cut with some residue on the side (eg silicon stringer 1171). However, if the photoresist is not placed on the pressure channel (as shown for pressure channel 1173 in FIG. 11i), the top masking oxide will be etched away, but the pressure channel will remove more oxide. As such, a substantial amount of oxide remains (as shown for pressure channel 1173 in FIG. 11j). Thus, by placing the photoresist on the first portion 1278a of the pressure passage tube 1200 and not placing the photoresist on the second portion 1278b of the pressure passage tube 1200, the top of the second portion 1278b is Etching away may leave an opening 1294 in the second portion 1278b. Similarly, it will be appreciated that the etching step may etch the wafer around the pressure channel 1200. The opening 1294 is an exemplary implementation of any one or more of the openings 1094a-1094g shown in FIG. The opening 1294 may be referred to as a pressure channel inlet / outlet.

[0109]図13は、本明細書で説明する実施例に従って圧力センサを製作するための例示的方法のフローチャート1300を表す。例示のために、フローチャート1300は、図14に示す製作システム1400に関して説明される。図14に示すように、製作システム1400は、空洞論理1402、道管論理1404、およびトランスデューサ論理1406を含む。さらなる構造上および動作上の実施例は、フローチャート1300に関する議論に基づけば関連技術の当業者には明らかであろう。   [0109] FIG. 13 depicts a flowchart 1300 of an exemplary method for fabricating a pressure sensor according to the embodiments described herein. For purposes of illustration, the flowchart 1300 will be described with respect to the fabrication system 1400 shown in FIG. As shown in FIG. 14, the fabrication system 1400 includes cavity logic 1402, duct logic 1404, and transducer logic 1406. Further structural and operational embodiments will be apparent to those skilled in the relevant art based on the discussion regarding flowchart 1300.

[0110]図13に示すように、フローチャート1300の方法は、ステップ1302から始まる。ステップ1302では、空洞を含む半導体基板が提供される。例示的実装では、空洞論理1402は、空洞を含む半導体基板を提供する。   [0110] The method of flowchart 1300 begins at step 1302, as shown in FIG. In step 1302, a semiconductor substrate including a cavity is provided. In an exemplary implementation, cavity logic 1402 provides a semiconductor substrate that includes a cavity.

[0111]ステップ1304では、空隙を画定する断面を有する圧力道管が製作される。
圧力道管は、空洞内の空洞圧力と圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分が、空洞内に懸架される。例示的実装では、道管論理1404が圧力道管を製作する。
[0111] In step 1304, a pressure conduit having a cross section defining a void is fabricated.
The pressure passage has at least one curved portion configured to deform based on a pressure difference between the cavity pressure in the cavity and the passage pressure in the pressure passage. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. In the exemplary implementation, the conduit logic 1404 creates a pressure conduit.

[0112]例示的実施例では、ステップ1304は、圧力道管の少なくとも支持部分を空洞の外側の半導体基板に埋め込むことをさらに含む。支持部分は、圧力道管を物理的に支持する。例えば、支持部分は、圧力道管が空洞内に懸架されるのを可能にしてもよい。   [0112] In an exemplary embodiment, step 1304 further includes embedding at least the support portion of the pressure conduit in a semiconductor substrate outside the cavity. The support portion physically supports the pressure channel. For example, the support portion may allow the pressure conduit to be suspended within the cavity.

[0113]ステップ1306では、圧力道管の一部分に結合されるトランスデューサが製作される。トランスデューサは、圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する。例示的実装では、トランスデューサ論理1406がトランスデューサを製作する。   [0113] In step 1306, a transducer is fabricated that is coupled to a portion of the pressure conduit. The transducer has attributes that change with structural deformation of the pressure channel. In the exemplary implementation, transducer logic 1406 produces the transducer.

[0114]いくつかの例示的実施例では、フローチャート1300の1つまたは複数のステップ1302、1304、および/または1306は、実行されなくてもよい。その上、ステップ1302、1304、および/または1306に加えて、またはそれの代わりのステップが実行されてもよい。例えば、例示的実施例においては、圧力道管が、半導体基板の処理中に形成される誘電体(例えば誘電体ライニング)から製作される。この実施例によれば、フローチャート1300の方法は、誘電体を半導体基板上に形成することを含んでもよい。任意の好適な半導体処理論理(例えば酸化反応論理)は、誘電体を半導体基板上に形成するために使用されてもよいことが認識されるであろう。圧力道管は、誘電体以外の材料から製作されてもよいことがさらに認識されるであろう。例えば、圧力道管は、誘電体よりむしろシリコンから製作されてもよいが、シリコン内にエッチングされたチャネルは、比較的大きくなる可能性があり、シリコンへの整列度が問題になることがある。   [0114] In some exemplary embodiments, one or more steps 1302, 1304, and / or 1306 of flowchart 1300 may not be performed. Moreover, steps in addition to or in lieu of steps 1302, 1304, and / or 1306 may be performed. For example, in an exemplary embodiment, the pressure conduit is fabricated from a dielectric (eg, a dielectric lining) that is formed during processing of a semiconductor substrate. According to this embodiment, the method of flowchart 1300 may include forming a dielectric on a semiconductor substrate. It will be appreciated that any suitable semiconductor processing logic (eg, oxidation reaction logic) may be used to form the dielectric on the semiconductor substrate. It will further be appreciated that the pressure conduit may be made from materials other than dielectrics. For example, the pressure channel may be made of silicon rather than a dielectric, but the channel etched into the silicon can be relatively large and alignment to silicon can be a problem. .

[0115]製作システム1400が、図14に示す論理の全てを含まなくてもよいことが認識されるであろう。例えば、製作システム1400は、空洞論理1402、道管論理1404、および/またはトランスデューサ論理1506のうちの1つまたは複数を含まなくてもよい。さらにまた、製作システム1400は、空洞論理1402、道管論理1404、および/またはトランスデューサ論理1406に加えて、または、その代わりに論理を含んでもよい。   [0115] It will be appreciated that the fabrication system 1400 may not include all of the logic shown in FIG. For example, the fabrication system 1400 may not include one or more of the cavity logic 1402, the duct logic 1404, and / or the transducer logic 1506. Furthermore, the fabrication system 1400 may include logic in addition to or instead of the cavity logic 1402, the duct logic 1404, and / or the transducer logic 1406.

[0116]図15は、本明細書で説明する実施例による圧力センサを使用するための例示的方法のフローチャート1500を表す。例示のために、フローチャート1500が、図5に示す圧力センサ500および図16に示す測定システム1600に関して説明される。図16に示すように、測定システム1600は、測定論理1602を含む。さらなる構造上および動作上の実施例が、フローチャート1500に関する議論に基づけば関連技術の当業者には明らかであろう。   [0116] FIG. 15 depicts a flowchart 1500 of an exemplary method for using a pressure sensor according to embodiments described herein. For purposes of illustration, flowchart 1500 will be described with respect to pressure sensor 500 shown in FIG. 5 and measurement system 1600 shown in FIG. As shown in FIG. 16, measurement system 1600 includes measurement logic 1602. Further structural and operational embodiments will be apparent to those skilled in the relevant art based on the discussion regarding flowchart 1500.

[0117]図15に示すように、フローチャート1500の方法は、ステップ1502から始まる。ステップ1502では、空洞圧力が、圧力センサの半導体基板に含まれる空洞内に受け取られる。例示的実装では、圧力センサ500の半導体基板580に含まれる空洞586が、空洞圧力を受け取る。   [0117] The method of flowchart 1500 begins at step 1502, as shown in FIG. In step 1502, cavity pressure is received in a cavity included in the semiconductor substrate of the pressure sensor. In an exemplary implementation, a cavity 586 included in the semiconductor substrate 580 of the pressure sensor 500 receives the cavity pressure.

[0118]ステップ1504では、道管圧力は、圧力センサの圧力道管内に受け取られる。圧力道管は、空隙を画定する断面を有する。圧力道管は、空洞圧力と道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有する。圧力道管の少なくとも一部分は、空洞内に懸架される。圧力道管は、半導体基板の処理中に形成される誘電体(例えば誘電体ライニング)から作成されてもよいが、例示的実施例の範囲は、これに限定されない。例示的実装では、圧力道管520は、道管圧力を受け取る。   [0118] In step 1504, the vessel pressure is received in the pressure vessel of the pressure sensor. The pressure channel has a cross section that defines a void. The pressure channel has at least one curved portion configured to deform structurally based on a pressure difference between the cavity pressure and the channel pressure. At least a portion of the pressure channel is suspended within the cavity. The pressure conduit may be made from a dielectric (e.g., a dielectric lining) formed during processing of a semiconductor substrate, but the scope of the exemplary embodiment is not limited thereto. In the exemplary implementation, pressure vessel 520 receives vessel pressure.

[0119]ステップ1506では、圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサの属性が、測定される。属性は、圧力道管の構造変形とともに変化する。例示的実装では、測定論理1602が、トランスデューサ503の属性を測定する。   [0119] At step 1506, the attributes of the transducer coupled to a portion of the pressure channel are measured. The attributes change with the structural deformation of the pressure channel. In the exemplary implementation, measurement logic 1602 measures the attributes of transducer 503.

[0120]例示的実施例では、トランスデューサは、変形可能な容量構造を含む。この実施例によれば、属性は、容量構造と関係する容量を含む。この実施例にさらによれば、ステップ1506は、容量構造と関係する容量を測定することを含む。   [0120] In an exemplary embodiment, the transducer includes a deformable capacitive structure. According to this embodiment, the attribute includes a capacity related to the capacity structure. In further accordance with this embodiment, step 1506 includes measuring a capacitance associated with the capacitive structure.

[0121]別の例示的実施例では、トランスデューサは、圧電材料を含む。この実施例によれば、属性は、圧電材料によって生成される電荷を含む。この実施例にさらによれば、ステップ1506は、圧電材料によって生成された電荷を測定することを含む。   [0121] In another exemplary embodiment, the transducer includes a piezoelectric material. According to this embodiment, the attribute includes a charge generated by the piezoelectric material. In further accordance with this embodiment, step 1506 includes measuring the charge generated by the piezoelectric material.

[0122]さらに別の例示的実施例では、トランスデューサは、圧電抵抗材料を含む。この実施例によれば、属性は、圧電抵抗材料の抵抗を含む。この実施例にさらによれば、ステップ1506は、圧電抵抗材料の抵抗を測定することを含む。   [0122] In yet another exemplary embodiment, the transducer includes a piezoresistive material. According to this embodiment, the attribute includes the resistance of the piezoresistive material. In further accordance with this embodiment, step 1506 includes measuring the resistance of the piezoresistive material.

[0123]いくつかの例示的実施例では、フローチャート1500のステップ1502、1504および/または1506のうちの1つまたは複数は、実行されなくてもよい。その上、ステップ1502、1504および/または1506に加えて、またはその代わりに、ステップが実行されてもよい。   [0123] In some exemplary embodiments, one or more of steps 1502, 1504 and / or 1506 of flowchart 1500 may not be performed. Moreover, steps may be performed in addition to or instead of steps 1502, 1504 and / or 1506.

[0124]測定システム1600は、測定論理1602に加えて、またはその代わりに、論理を含んでもよいことが認識されるであろう。例えば、測定システム1600は、圧力センサまたはその一部分を含んでもよい。   [0124] It will be appreciated that the measurement system 1600 may include logic in addition to or instead of the measurement logic 1602. For example, the measurement system 1600 may include a pressure sensor or a portion thereof.

[0125]本明細書で説明する材料、それらのそれぞれの形状および寸法、ならびに図面に示すそれらの相対位置は、本来、例示的であり、限定を意図するものではない。本開示についての利益を有する関連技術の当業者に明らかであるような修正例が想定される。
III.実例的な計算システム実装
[0126]製作システム1400、測定システム1600、フローチャート1300および1500を含むがこれらに限定されない、本明細書で説明する例示的な実施例、システム、構成要素、下位構成要素、デバイス、方法、フローチャート、ステップなどは、ハードウェア(例えばハードウェア論理/回路部品)、もしくはハードウェアとソフトウェア(1つまたは複数のプロセッサもしくは処理デバイスにおいて実行されるように構成されたコンピュータプログラムコード)との任意の組合せ、および/またはファームウェアに実装されてもよい。システム、方法/プロセス、および/または装置を含む本明細書で説明する実施例は、周知の計算デバイス、例えば図17に示すコンピュータ1700を使用して実装されてもよい。例えば、製作システム1400、測定システム1600、フローチャート1300のステップのそれぞれ、およびフローチャート1500のステップのそれぞれは、1つまたは複数のコンピュータ1700を使用して実装されてもよい。
[0125] The materials described herein, their respective shapes and dimensions, and their relative positions shown in the drawings are exemplary in nature and are not intended to be limiting. Modifications are envisioned as would be apparent to one of ordinary skill in the relevant art having the benefit of this disclosure.
III. Illustrative computing system implementation
[0126] The exemplary embodiments, systems, components, subcomponents, devices, methods, flowcharts described herein, including but not limited to fabrication system 1400, measurement system 1600, flowcharts 1300 and 1500, The steps and the like may be hardware (eg, hardware logic / circuit components) or any combination of hardware and software (computer program code configured to be executed on one or more processors or processing devices), And / or may be implemented in firmware. The embodiments described herein, including systems, methods / processes, and / or apparatus, may be implemented using well-known computing devices, such as the computer 1700 shown in FIG. For example, each of the steps of fabrication system 1400, measurement system 1600, flowchart 1300, and flowchart 1500 may be implemented using one or more computers 1700.

[0127]コンピュータ1700は、本明細書で説明する機能を実行することができる任意の市販の周知の通信デバイス、処理デバイス、および/またはコンピュータ、例えば、International Business Machines(登録商標)、Apple(登録商標)、HP(登録商標)、Dell(登録商標)、Cray(登録商標)、Samsung(登録商標)、Nokia(登録商標)などから入手可能なデバイス/コンピュータであってもよい。コンピュータ1700は、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートウォッチまたはヘッドマウント型コンピュータのようなウェアラブルコンピュータ、携帯情報端末、移動電話などを含む任意の種類のコンピュータであってもよい。   [0127] Computer 1700 may be any commercially known communication device, processing device, and / or computer capable of performing the functions described herein, eg, International Business Machines®, Apple®, and the like. (Trademark), HP (registered trademark), Dell (registered trademark), Cray (registered trademark), Samsung (registered trademark), Nokia (registered trademark), and the like. Computer 1700 may be any type of computer including a server, desktop computer, laptop computer, tablet computer, wearable computer such as a smartwatch or head-mounted computer, a personal digital assistant, a mobile phone, and the like.

[0128]コンピュータ1700は、1つまたは複数のプロセッサ(中央処理装置もしくはCPUとも呼ばれる)、例えばプロセッサ1706を含む。プロセッサ1706は、通信インフラストラクチャ1702、例えばコミュニケーションバスに接続される。いくつかの実施形態では、プロセッサ1706は、同時に複数のコンピューティングスレッドを動作させてもよい。コンピュータ1700は、また、一次またはメインメモリ1708、例えばランダムアクセスメモリ(RAM)を含む。メインメモリ1708は、制御論理1724(コンピュータソフトウェア)およびデータをその中に記憶している。   [0128] The computer 1700 includes one or more processors (also referred to as a central processing unit or CPU), eg, a processor 1706. The processor 1706 is connected to a communication infrastructure 1702, for example, a communication bus. In some embodiments, the processor 1706 may operate multiple computing threads simultaneously. Computer 1700 also includes primary or main memory 1708, such as random access memory (RAM). Main memory 1708 has control logic 1724 (computer software) and data stored therein.

[0129]コンピュータ1700は、また、1つまたは複数の二次記憶装置1710を含む。二次記憶装置1710は、例えば、ハードディスクドライブ1712および/またはリムーバブル記憶装置もしくはドライブ1714、ならびにメモリカードおよびメモリスティックのような別の種類の記憶装置を含む。例えば、コンピュータ1700は、業界標準インタフェース、例えばメモリスティックのようなデバイスとの接続するためのユニバーサルシリアルバス(USB)インタフェースを含んでもよい。リムーバブル記憶ドライブ1714とは、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、コンパクトディスクドライブ、光記憶装置、テープバックアップなどを指す。   [0129] The computer 1700 also includes one or more secondary storage devices 1710. Secondary storage devices 1710 include, for example, hard disk drives 1712 and / or removable storage devices or drives 1714, and other types of storage devices such as memory cards and memory sticks. For example, the computer 1700 may include an industry standard interface, such as a universal serial bus (USB) interface for connection to a device such as a memory stick. The removable storage drive 1714 indicates a floppy disk drive, a magnetic tape drive, a compact disk drive, an optical storage device, a tape backup, or the like.

[0130]リムーバブル記憶ドライブ1714は、リムーバブル記憶ユニット1716と相互に作用する。リムーバブル記憶ユニット1716は、コンピュータソフトウェア1726(制御論理)および/またはデータをその中に記憶したコンピュータ使用可能または可読記憶媒体1718を含む。リムーバブル記憶ユニット1716とは、フロッピーディスク、磁気テープ、コンパクトディスク(CD)、ディジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイディスク、光記憶ディスク、メモリスティック、メモリカードまたは任意の別のコンピュータデータ記憶装置を指す。リムーバブル記憶ドライブ1714は、周知の方式でリムーバブル記憶ユニット1716から読み込みおよび/またはそれに書き込む。   [0130] The removable storage drive 1714 interacts with the removable storage unit 1716. Removable storage unit 1716 includes computer software 1726 (control logic) and / or computer usable or readable storage medium 1718 having data stored therein. Removable storage unit 1716 refers to a floppy disk, magnetic tape, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), Blu-ray disk, optical storage disk, memory stick, memory card or any other computer data storage device. . Removable storage drive 1714 reads from and / or writes to removable storage unit 1716 in a well-known manner.

[0131]コンピュータ1700は、また、入力/出力/ディスプレイ装置1704、例えばタッチスクリーン、LEDおよびLCDディスプレイ、キーボード、ポインティングデバイスなどを含む。   [0131] The computer 1700 also includes input / output / display devices 1704, such as touch screens, LED and LCD displays, keyboards, pointing devices, and the like.

[0132]コンピュータ1700は、通信またはネットワークインタフェース1720をさらに含む。通信インタフェース1720は、コンピュータ1700が遠隔装置と通信するのを可能にする。例えば、通信インタフェース1720は、コンピュータ1700が、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、インターネットなどのような(コンピュータ使用可能または可読媒体の形式を表す)通信ネットワークまたは媒体1722を介して通信することを可能にする。ネットワークインタフェース1720は、有線または無線接続を介してリモートサイトまたはネットワークと接続してもよい。通信インタフェースの実例722は、モデム(例えば3Gおよび/または4G通信)、ネットワークインタフェイスカード(例えばWi−Fiおよび/または別のプロトコルのためのイーサネットカード)、通信ポート、Personal Computer Memory Card International Association(パーソナルコンピュータメモリカード国際協会)(PCMCIA)カード、有線または無線USBポートなどを含むが、これらに限定されない。制御論理1728は、通信媒体1722を介してコンピュータ1700と送受信されてもよい。   [0132] The computer 1700 further includes a communication or network interface 1720. Communication interface 1720 enables computer 1700 to communicate with remote devices. For example, communication interface 1720 allows computer 1700 to communicate via a communication network or medium 1722 (representing a form of computer-usable or readable medium) such as a local area network (LAN), wide area network (WAN), the Internet, and so on. Make it possible to do. Network interface 1720 may connect to a remote site or network via a wired or wireless connection. Examples of communication interfaces 722 include a modem (eg, 3G and / or 4G communication), a network interface card (eg, an Ethernet card for Wi-Fi and / or another protocol), a communication port, a Personal Computer Memory Card International Association ( Including, but not limited to, Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) cards, wired or wireless USB ports, and the like. Control logic 1728 may be transmitted to or received from computer 1700 via communication medium 1722.

[0133]制御論理(ソフトウェア)が記憶されたコンピュータ使用可能または可読媒体を備える任意の装置または製品は、本明細書においてコンピュータプログラム製品またはプログラム記憶装置と呼ばれる。コンピュータプログラム製品の実例は、メインメモリ1708、二次記憶装置1710(例えばハードディスクドライブ1712)、およびリムーバブル記憶ユニット1716を含むが、これらに限定されない。制御論理が記憶されたそのようなコンピュータプログラム製品は、1つまたは複数のデータ処理装置によって実行されると、そのようなデータ処理装置を本明細書において説明するように動作させ、実施例を表す。例えば、そのようなコンピュータプログラム製品は、プロセッサ1706によって実行されると、プロセッサ1706に図13のフローチャート1300および/または図15のフローチャート1500のステップのうちの任意のものを実行させてもよい。   [0133] Any device or product comprising a computer-usable or readable medium having control logic (software) stored thereon is referred to herein as a computer program product or program storage device. Examples of computer program products include, but are not limited to, main memory 1708, secondary storage device 1710 (eg, hard disk drive 1712), and removable storage unit 1716. Such a computer program product having stored control logic, when executed by one or more data processing devices, causes such data processing devices to operate as described herein and represents an embodiment. . For example, such a computer program product, when executed by processor 1706, may cause processor 1706 to execute any of the steps of flowchart 1300 in FIG. 13 and / or flowchart 1500 in FIG.

[0134]実施例が実装されてもよいデバイスは、記憶装置、例えば記憶ドライブ、メモリデバイス、およびさらなる種類のコンピュータ可読媒体を含み得る。そのようなコンピュータ可読記憶媒体の実例は、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)などを含む。本明細書で使用されるとき、用語「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ可読媒体」とは、ハードディスクドライブ、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク(例えばCD ROM、DVD ROMなど)、ジップディスク、テープ、磁気記憶装置、光記憶装置、MEMSベースの記憶装置、ナノテクノロジベースの記憶装置、およびフラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、RAM装置、ROM装置などのような別の媒体と関係するハードディスクを全体として指すために使用される。そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、実施例、システム、構成要素、下位構成要素、デバイス、方法、フローチャート、ステップ、本明細書で説明するものなど(上述のような)、および/または本明細書で説明するさらなる実施例を実装するためのコンピュータプログラム論理を含むプログラムモジュールを記憶してもよい。実施例は、任意のコンピュータ使用可能媒体に記憶された(例えばプログラムコード、命令、またはソフトウェアの形式の)そのような論理を備えるコンピュータプログラム製品を対象とする。そのようなプログラムコードは、1つまたは複数のプロセッサにおいて実行されると、デバイスを本明細書で説明するように動作させる。   [0134] Devices with which embodiments may be implemented may include storage devices, such as storage drives, memory devices, and additional types of computer readable media. Examples of such computer readable storage media include hard disks, removable magnetic disks, removable optical disks, flash memory cards, digital video disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), and the like. As used herein, the terms “computer program medium” and “computer readable medium” include hard disk drive, removable magnetic disk, removable optical disk (eg, CD ROM, DVD ROM, etc.), zip disk, tape, magnetic storage. To refer generally to hard disks associated with other media such as devices, optical storage devices, MEMS-based storage devices, nanotechnology-based storage devices, and flash memory cards, digital video disks, RAM devices, ROM devices, etc. used. Such computer-readable storage media can be, for example, examples, systems, components, subcomponents, devices, methods, flowcharts, steps, such as those described herein (as described above), and / or books. A program module may be stored that includes computer program logic for implementing further embodiments described in the specification. Embodiments are directed to a computer program product comprising such logic (eg, in the form of program code, instructions, or software) stored on any computer usable medium. Such program code, when executed on one or more processors, causes the device to operate as described herein.

[0135]そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、通信媒体から区別され、それとはオーバーラップしない(通信媒体を含まない)ことに留意されたい。通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波のような変調されたデータ信号内の別のデータを具現化する。用語「変調されたデータ信号」とは、情報を信号内に符号化するようにその特性の1つまたは複数が設定または変更された信号を意味する。実例として、限定ではなく、通信媒体は、音響、RF、赤外線のような無線媒体、および別の無線媒体、ならびに有線媒体を含む。実施例は、また、そのような通信媒体を対象とする。   [0135] Note that such computer-readable storage media is distinct from, and does not overlap (does not include) communication media. Communication media embodies computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave. The term “modulated data signal” means a signal that has one or more of its characteristics set or changed in such a manner as to encode information in the signal. By way of illustration, and not limitation, communication media includes wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media as well as wired media. Embodiments are also directed to such communication media.

[0136]開示された技術は、ソフトウェア、ファームウェアおよび/または本明細書で説明するもの以外のハードウェア実装を使用して実施されてもよい。本明細書で説明する機能を実行するのに好適な任意のソフトウェア、ファームウェアおよびハードウェア実装が使用されてもよい。
IV.おわりに
[0137]様々な実施例が上記されたが、それらは単に例として示され、限定ではないことを理解されたい。関連技術における当業者には、形式および詳細における様々な変化が、実施例の趣旨および範囲から逸脱することなくその中でなされてもよいことが明らかであろう。したがって、実施例の広がりおよび範囲が、上記の例示的実施例のうちの任意のものによって限定されてはならず、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ規定されなければならない。
[0136] The disclosed techniques may be implemented using software, firmware and / or hardware implementations other than those described herein. Any software, firmware and hardware implementation suitable for performing the functions described herein may be used.
IV. in conclusion
[0137] While various embodiments have been described above, it should be understood that they are given by way of example only and not limitation. It will be apparent to those skilled in the relevant art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the embodiments. Accordingly, the breadth and scope of the embodiments should not be limited by any of the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

Claims (27)

圧力センサであって、該圧力センサは、
第1の空洞を含む半導体基板と、
4よりも大きなアスペクト比を有するトレンチ内に形成された誘電体ライニングから作成された圧力道管であって、空隙を画定する断面を有し、前記第1の空洞内の空洞圧力と前記圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有し、前記圧力道管の少なくとも第1の部分が前記第1の空洞内に懸架される、圧力道管と、
前記圧力道管の第1の部分に結合された第1のトランスデューサであって、前記圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する、第1のトランスデューサと、
を備える圧力センサ。
A pressure sensor, the pressure sensor comprising:
A semiconductor substrate including a first cavity;
A pressure channel tube made from a dielectric lining formed in a trench having an aspect ratio greater than 4, having a cross section defining a void, the cavity pressure in the first cavity and the pressure channel At least one curvilinear portion configured to be structurally deformed based on a pressure difference between the channel pressure in the tube and at least a first portion of the pressure channel suspended in the first cavity. With a pressure conduit,
A first transducer coupled to a first portion of the pressure conduit having a property that varies with structural deformation of the pressure conduit;
A pressure sensor.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、前記第1のトランスデューサが、
前記圧力道管の構造変形とともに変化する第1の容量を提供するように構成された変形可能な容量構造を備えることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor of claim 1, wherein the first transducer is
A pressure sensor comprising a deformable capacitive structure configured to provide a first capacity that varies with structural deformation of the pressure conduit.
請求項2に記載の圧力センサにおいて、前記変形可能な容量構造が、
複数の交互配置されたコンデンサ極板を備えることを特徴とする圧力センサ。
3. The pressure sensor according to claim 2, wherein the deformable capacitive structure is
A pressure sensor comprising a plurality of alternately arranged capacitor plates.
請求項2に記載の圧力センサにおいて、前記変形可能な容量構造が、
第2セットのコンデンサ極板と交互配置された第1のセットのコンデンサ極板を備え、
前記第1のセットのコンデンサ極板が、前記第1の容量を変化させるために、前記圧力道管の構造変形に基づいて前記第2のセットのコンデンサ極板に対して移動するように構成されることを特徴とする圧力センサ。
3. The pressure sensor according to claim 2, wherein the deformable capacitive structure is
A first set of capacitor plates interleaved with a second set of capacitor plates;
The first set of capacitor plates is configured to move relative to the second set of capacitor plates based on a structural deformation of the pressure conduit to change the first capacitance. A pressure sensor.
請求項4に記載の圧力センサにおいて、
前記変形可能な容量構造が、前記圧力道管の構造変形とともに変化する第2の容量を提供するようさらに構成され、
前記変形可能な容量構造が、第4のセットのコンデンサ極板と交互配置された第3のセットのコンデンサ極板をさらに備え、
前記第3のセットのコンデンサ極板が、前記第2の容量を変化させるために、前記圧力道管の構造変形に基づいて前記第4のセットのコンデンサ極板に対して移動するように構成され、
前記第1の容量の変化が、前記第2の容量の変化と反対であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 4.
The deformable capacitive structure is further configured to provide a second volume that varies with structural deformation of the pressure conduit;
The deformable capacitive structure further comprises a third set of capacitor plates interleaved with a fourth set of capacitor plates;
The third set of capacitor plates is configured to move relative to the fourth set of capacitor plates based on a structural deformation of the pressure conduit to change the second capacitance. ,
The pressure sensor, wherein the change in the first capacitance is opposite to the change in the second capacitance.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記第1のトランスデューサは圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記圧力道管の構造変形の結果として該圧電素子に作用する力に基づいて電荷を生成するように構成されたことを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The first transducer comprises a piezoelectric element;
The pressure sensor, wherein the piezoelectric element is configured to generate an electric charge based on a force acting on the piezoelectric element as a result of structural deformation of the pressure passage tube.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記第1のトランスデューサは、圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記圧力道管の変形の結果として該圧電素子に作用する力に基づいて変化する抵抗を有することを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The first transducer comprises a piezoelectric element;
The pressure sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric element has a resistance that changes based on a force acting on the piezoelectric element as a result of deformation of the pressure passage tube.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管の第2の部分が、前記第1の空洞の外側にあり、
前記第2の部分の少なくとも一部分が、前記圧力道管内の第1の環境を前記圧力道管の外側の第2の環境に曝露する道管圧力出入口を提供するために除去されることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A second portion of the pressure conduit is outside the first cavity;
At least a portion of the second portion is removed to provide a passage pressure inlet / outlet that exposes a first environment in the pressure passage to a second environment outside the pressure passage. Pressure sensor.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管の第2の部分が、前記第1の空洞の外側にあり、
前記半導体基板が、前記第1の空洞の外側にある第2の空洞を含み、
前記圧力道管の第2の部分の少なくとも一部分が、前記第2の空洞内に含まれ、
前記第2の部分の一部分が、前記圧力道管内の第1の環境を前記第2の空洞内の第2の環境に曝露する開口部を有することを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A second portion of the pressure conduit is outside the first cavity;
The semiconductor substrate includes a second cavity outside the first cavity;
At least a portion of a second portion of the pressure conduit is included in the second cavity;
A portion of the second portion has an opening that exposes a first environment in the pressure channel to a second environment in the second cavity.
請求項9に記載の圧力センサにおいて、
蓋をさらに備え、該蓋は、
前記第1の環境および前記第2の環境を前記圧力センサの外側にある第3の環境に曝露する道管圧力出入口を提供するための孔を含むことを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 9,
A lid, the lid comprising:
A pressure sensor comprising a hole for providing a conduit pressure inlet that exposes the first environment and the second environment to a third environment outside the pressure sensor.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
周囲の長方形が、前記圧力センサが製作されるウェハの平面内の前記第1の空洞を囲む、最小面積を有する長方形として画定され、
前記周囲の長方形が、第1の平行辺と、前記第1の平行辺に垂直な第2の平行辺と、を有し、それぞれの第1の平行辺が、第1の長さを有し、それぞれの第2の平行辺が、前記第1の長さ以下である第2の長さを有し、
前記圧力道管が前記基板に結合する第1の点と、前記第1のトランスデューサが前記基板に結合する第2の点との間の距離が、前記第2の長さの1/3以下であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A surrounding rectangle is defined as a rectangle having a minimum area that surrounds the first cavity in the plane of the wafer on which the pressure sensor is fabricated;
The surrounding rectangle has a first parallel side and a second parallel side perpendicular to the first parallel side, and each first parallel side has a first length. Each second parallel side has a second length that is less than or equal to the first length;
The distance between the first point where the pressure conduit is coupled to the substrate and the second point where the first transducer is coupled to the substrate is less than or equal to 1/3 of the second length. A pressure sensor characterized by being.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
周囲の長方形が、前記圧力センサが製作されるウェハの平面内の前記第1の空洞を囲む、最小面積を有する長方形として画定され、
前記周囲の長方形が、第1の平行辺と、前記第1の平行辺に垂直である第2の平行辺とを有し、それぞれの第1の平行辺が、第1の長さを有し、それぞれの第2の平行辺が、前記第1の長さ以下である第2の長さを有し、
前記圧力道管が前記基板に結合する第1の点と、前記圧力道管が前記第1のトランスデューサに結合する第2の点との間の距離が、前記第2の長さの1/3以下であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A surrounding rectangle is defined as a rectangle having a minimum area that surrounds the first cavity in the plane of the wafer on which the pressure sensor is fabricated;
The surrounding rectangle has a first parallel side and a second parallel side perpendicular to the first parallel side, and each first parallel side has a first length. Each second parallel side has a second length that is less than or equal to the first length;
The distance between a first point where the pressure channel is coupled to the substrate and a second point where the pressure channel is coupled to the first transducer is 1/3 of the second length. A pressure sensor characterized by:
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
周囲の長方形が、前記圧力センサが製作されるウェハの平面内の前記第1の空洞を囲む、最小面積を有する長方形として画定され、
前記周囲の長方形が、第1の平行辺と、前記第1の平行辺に垂直である第2の平行辺とを有し、それぞれの第1の平行辺が、第1の長さを有し、それぞれの第2の平行辺が、前記第1の長さ以下である第2の長さを有し、
前記第1のトランスデューサが前記圧力道管に結合する第1の点と、前記第1のトランスデューサが前記基板に結合する第2の点との間の距離が、前記第2の長さの1/3以下であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A surrounding rectangle is defined as a rectangle having a minimum area that surrounds the first cavity in the plane of the wafer on which the pressure sensor is fabricated;
The surrounding rectangle has a first parallel side and a second parallel side perpendicular to the first parallel side, and each first parallel side has a first length. Each second parallel side has a second length that is less than or equal to the first length;
The distance between a first point at which the first transducer is coupled to the pressure conduit and a second point at which the first transducer is coupled to the substrate is 1/2 of the second length. A pressure sensor characterized by being 3 or less.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記空隙の最大幅が、2ミクロン以下であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A pressure sensor characterized in that the maximum width of the air gap is 2 microns or less.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管の少なくとも1つの曲線部分が、蛇行形状を有する少なくとも1つの蛇行部分を含むことを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The pressure sensor, wherein at least one curved portion of the pressure passage tube includes at least one meandering portion having a meandering shape.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管の少なくとも1つの曲線部分が、螺旋形状を有する少なくとも1つの螺旋部分を含むことを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The pressure sensor, wherein at least one curved portion of the pressure passage tube includes at least one spiral portion having a spiral shape.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管の少なくとも1つの曲線部分が、半円形状を有する少なくとも1つの半円部分を含むことを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The pressure sensor, wherein the at least one curved portion of the pressure passage tube includes at least one semicircular portion having a semicircular shape.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管の少なくとも1つの曲線部分が、複数の同心半円部分を含み、それぞれの半円部分が、半円形状を有することを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The pressure sensor, wherein at least one curved portion of the pressure passage tube includes a plurality of concentric semicircular portions, and each semicircular portion has a semicircular shape.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
第1の接続点で前記圧力道管に結合され、第2の接続点で前記第1のトランスデューサに結合されたコネクタをさらに備え、
前記第1の接続点が、前記圧力道管の変形から生じる第1の動作を有し、
前記コネクタが、前記第2の接続点に第2の動作をさせるように構成され、前記第2の動作が、前記第1の動作の増幅された変形であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A connector coupled to the pressure conduit at a first connection point and coupled to the first transducer at a second connection point;
The first connection point has a first action resulting from deformation of the pressure conduit;
The pressure sensor, wherein the connector is configured to cause the second connection point to perform a second operation, and the second operation is an amplified variation of the first operation.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
第1の接続点で前記圧力道管に結合され、第2の接続点で前記第1のトランスデューサに結合されたコネクタをさらに備え、
前記第1の接続点が、前記圧力道管の変形から生じる第1の動作を有し、
前記コネクタが、前記第2の接続点に第2の動作をさせるように構成され、前記第2の動作が、前記第1の動作の減衰された変形であることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A connector coupled to the pressure conduit at a first connection point and coupled to the first transducer at a second connection point;
The first connection point has a first action resulting from deformation of the pressure conduit;
The connector is configured to cause the second connection point to perform a second operation, and the second operation is a damped variation of the first operation.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力道管と前記第1のトランスデューサとの間に結合されたコネクタをさらに備え、前記コネクタは、異方剛性を有することを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
The pressure sensor further comprising a connector coupled between the pressure passage tube and the first transducer, the connector having anisotropic rigidity.
請求項1に記載の圧力センサにおいて、
第2の空隙を画定する断面を有する第2の圧力道管であって、前記半導体基板内に含まれる第2の空洞内の空洞圧力と前記第2の圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有し、前記第2の圧力道管の少なくとも第1の部分が前記第2の空洞内に懸架される、第2の圧力道管と、 前記第2の圧力道管の第1の部分に結合された第2のトランスデューサであって、前記第2の圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する、第2のトランスデューサと、をさらに備え、
前記第1のトランスデューサが、前記圧力道管の加速度または前記第1の空洞内の空洞圧力と前記第1の圧力道管内の道管圧力との間の前記圧力差のうちの少なくとも1つから生じる前記第1のトランスデューサの属性の変化に基づいて、第1の信号を提供するように構成され、
前記第2のトランスデューサが、前記圧力道管の加速度または前記第2の空洞内の空洞圧力と前記第2の圧力道管内の道管圧力との間の圧力差のうちの少なくとも1つから生じる前記第2のトランスデューサの属性の変化に基づいて、第2信号を提供するように構成されることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 1.
A second pressure channel having a cross-section defining a second gap, between the cavity pressure in the second cavity contained in the semiconductor substrate and the channel pressure in the second pressure channel. A second portion having at least one curvilinear portion configured to deform based on a pressure difference of the second pressure passage, wherein at least a first portion of the second pressure passage tube is suspended in the second cavity. A second transducer coupled to a first portion of the second pressure channel, the second transducer having an attribute that varies with structural deformation of the second pressure channel. A transducer, and
The first transducer results from at least one of acceleration of the pressure passage or the pressure difference between the cavity pressure in the first cavity and the passage pressure in the first pressure passage. Configured to provide a first signal based on a change in an attribute of the first transducer;
The second transducer results from at least one of an acceleration of the pressure channel or a pressure difference between a cavity pressure in the second cavity and a channel pressure in the second pressure channel. A pressure sensor configured to provide a second signal based on a change in an attribute of the second transducer.
請求項22に記載の圧力センサにおいて、
前記圧力センサが、前記第1の信号と前記第2の信号との間の差が、前記圧力センサの加速度の尺度を提供し、前記第1の信号と前記第2の信号との合計が、圧力差の尺度を提供するように構成されることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 22,
The pressure sensor provides that the difference between the first signal and the second signal provides a measure of the acceleration of the pressure sensor, and the sum of the first signal and the second signal is: A pressure sensor configured to provide a measure of pressure difference.
請求項22に記載の圧力センサにおいて、
圧力センサが、前記第1の信号と前記第2の信号との合計が、前記圧力センサの加速度の尺度を提供し、前記第1の信号と前記第2の信号との間の差が、圧力差の尺度を提供するように構成されることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 22,
A pressure sensor, the sum of the first signal and the second signal provides a measure of the acceleration of the pressure sensor, and the difference between the first signal and the second signal is a pressure A pressure sensor configured to provide a measure of difference.
請求項22に記載の圧力センサにおいて、
前記第1の空洞と前記第2の空洞が、同じであることを特徴とする圧力センサ。
The pressure sensor according to claim 22,
The pressure sensor, wherein the first cavity and the second cavity are the same.
空洞を含む半導体基板を提供するステップと、
4よりも大きなアスペクト比を有するトレンチ内に形成された誘電体ライニングから圧力道管を製作するステップであって、前記圧力道管が、空隙を画定する断面を有し、前記圧力道管が、前記空洞内の空洞圧力と前記圧力道管内の道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有し、前記圧力道管の少なくとも一部分が前記空洞内に懸架される、ステップと、
前記圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサを製作するステップであって、前記トランスデューサが、前記圧力道管の構造変形とともに変化する属性を有する、ステップと、
を備える方法。
Providing a semiconductor substrate including a cavity;
Fabricating a pressure channel from a dielectric lining formed in a trench having an aspect ratio greater than 4, wherein the pressure channel has a cross-section defining a void, the pressure channel Having at least one curved portion configured to be structurally deformed based on a pressure difference between the cavity pressure in the cavity and the channel pressure in the pressure channel, wherein at least a portion of the pressure channel is the A step suspended in the cavity;
Fabricating a transducer coupled to a portion of the pressure conduit, the transducer having an attribute that varies with structural deformation of the pressure conduit;
A method comprising:
圧力センサの半導体基板内に含まれる空洞内に空洞圧力を受け取るステップと、
4よりも大きなアスペクト比を有するトレンチ内に形成された誘電体ライニングから作成された前記圧力センサの圧力道管内に道管圧力を受け取るステップであって、前記圧力道管が、空隙を画定する断面を有し、前記空洞圧力と前記道管圧力との間の圧力差に基づいて構造変形するように構成された少なくとも1つの曲線部分を有し、前記圧力道管の少なくとも一部分が、前記空洞内に懸架される、ステップと、
前記圧力道管の一部分に結合されたトランスデューサの属性を測定するステップであって、前記属性が、前記圧力道管の構造変形とともに変化する、ステップと、
を備える方法。
Receiving the cavity pressure in a cavity contained in the semiconductor substrate of the pressure sensor;
Receiving a channel pressure into a pressure channel of the pressure sensor made from a dielectric lining formed in a trench having an aspect ratio greater than 4, wherein the pressure channel defines a void And having at least one curvilinear portion configured to deform structurally based on a pressure difference between the cavity pressure and the conduit pressure, wherein at least a portion of the pressure conduit is within the cavity Suspended by, step,
Measuring an attribute of a transducer coupled to a portion of the pressure conduit, the attribute changing with structural deformation of the pressure conduit;
A method comprising:
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9541462B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-10 Kionix, Inc. Pressure sensor including deformable pressure vessel(s)
US10349839B2 (en) * 2015-02-27 2019-07-16 Biotronik Se & Co. Implantable pressure sensor device
TWI675324B (en) * 2016-09-09 2019-10-21 原相科技股份有限公司 Pressure sensing circuit by capacitance sensing and capacitance-to-voltage converter thereof
CN107843363B (en) * 2016-09-20 2020-04-10 原相科技股份有限公司 Pressure sensing circuit using capacitive sensing and capacitive voltage converter thereof
US10167191B2 (en) 2017-04-04 2019-01-01 Kionix, Inc. Method for manufacturing a micro electro-mechanical system
US10793427B2 (en) 2017-04-04 2020-10-06 Kionix, Inc. Eutectic bonding with AlGe
US10053360B1 (en) 2017-08-11 2018-08-21 Kionix, Inc. Pseudo SOI process
US11841251B2 (en) 2018-03-06 2023-12-12 Ezmems Ltd. Direct implementation of sensors in tubes
US11313877B2 (en) 2018-06-19 2022-04-26 Kionix, Inc. Near-zero power wakeup electro-mechanical system
US11435257B2 (en) * 2018-07-27 2022-09-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for monitoring vacuum valve closing condition in vacuum processing system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4870688U (en) * 1971-12-10 1973-09-06
JPS4919845A (en) * 1972-05-16 1974-02-21
JPS51106474A (en) * 1975-03-15 1976-09-21 Toshiharu Mizuno SOKUTEIRYUTAINOEIKYOOKENAI SAATSUKENSHUTSUHOHO
JPS57122332A (en) * 1980-09-27 1982-07-30 Tadano Tekkosho:Kk Pressure sensor
JPH02126103A (en) * 1988-11-07 1990-05-15 Hitachi Ltd Capacitive strain gauge
JPH0745073U (en) * 1992-09-17 1995-12-19 添 財 黄 Pressure gauge
JPH10504387A (en) * 1994-08-16 1998-04-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Force or elongation sensor
JP2001517155A (en) * 1995-06-07 2001-10-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア High vertical aspect ratio multilayer thin film structure
US7252006B2 (en) * 2004-06-07 2007-08-07 California Institute Of Technology Implantable mechanical pressure sensor and method of manufacturing the same
JP2009537818A (en) * 2006-05-15 2009-10-29 メタケム インコーポレイテッド Bourdon pressure gauge sensing device

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5230250A (en) * 1991-09-03 1993-07-27 Delatorre Leroy C Capacitor and pressure transducer
DE4241045C1 (en) 1992-12-05 1994-05-26 Bosch Gmbh Robert Process for anisotropic etching of silicon
NO179651C (en) 1994-03-07 1996-11-20 Sinvent As Pressure gauge
US6093330A (en) 1997-06-02 2000-07-25 Cornell Research Foundation, Inc. Microfabrication process for enclosed microstructures
EP1062684B1 (en) 1998-01-15 2010-06-09 Cornell Research Foundation, Inc. Trench isolation for micromechanical devices
US6470754B1 (en) 1998-08-19 2002-10-29 Wisconsin Alumni Research Foundation Sealed capacitive pressure sensors
US6295875B1 (en) * 1999-05-14 2001-10-02 Rosemount Inc. Process pressure measurement devices with improved error compensation
US6328647B1 (en) * 2000-04-06 2001-12-11 Jon E. Traudt Pressure differential detecting system, and method of use
US7140257B2 (en) * 2002-12-10 2006-11-28 Ashcroft Inc. Wireless transmitting pressure measurement device
JP4367165B2 (en) 2004-02-13 2009-11-18 株式会社デンソー Inspection method of semiconductor mechanical quantity sensor
US7114397B2 (en) 2004-03-12 2006-10-03 General Electric Company Microelectromechanical system pressure sensor and method for making and using
US7334484B2 (en) * 2005-05-27 2008-02-26 Rosemount Inc. Line pressure measurement using differential pressure sensor
JP4719272B2 (en) 2005-11-22 2011-07-06 キオニクス,インコーポレイテッド 3-axis accelerometer
US20070170528A1 (en) 2006-01-20 2007-07-26 Aaron Partridge Wafer encapsulated microelectromechanical structure and method of manufacturing same
NO324582B1 (en) * 2006-02-03 2007-11-26 Roxar As Differential pressure paint device
US7888159B2 (en) 2006-10-26 2011-02-15 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having curved micro-mirrors over the sensing photodiode and method for fabricating
KR100853788B1 (en) 2006-11-27 2008-08-25 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for Measuring Thickness of Layer in Image Sensor and Pattern Therefor
US7954383B2 (en) * 2008-12-03 2011-06-07 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using fill tube
US8528397B2 (en) 2010-08-18 2013-09-10 International Business Machines Corporation Hermeticity sensor and related method
US8664731B2 (en) 2011-02-14 2014-03-04 Kionix, Inc. Strengthened micro-electromechanical system devices and methods of making thereof
TWI436316B (en) 2011-07-01 2014-05-01 E Ink Holdings Inc Segmented display device
US20130152694A1 (en) 2011-11-01 2013-06-20 Ilkka Urvas Sensor with vacuum cavity and method of fabrication
JP2013156066A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Wacom Co Ltd Electrical capacitance pressure sensing semiconductor device
DE102012103856B4 (en) * 2012-02-16 2016-09-29 Peter Seitz Textile pressure sensor
US9200973B2 (en) * 2012-06-28 2015-12-01 Intel Corporation Semiconductor package with air pressure sensor
US9347846B2 (en) * 2014-03-25 2016-05-24 Kionix, Inc. Capacitance-based pressure sensor including pressure vessel(s)
US9316553B2 (en) * 2014-03-26 2016-04-19 Rosemount Inc. Span line pressure effect compensation for diaphragm pressure sensor
US9541462B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-10 Kionix, Inc. Pressure sensor including deformable pressure vessel(s)

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4870688U (en) * 1971-12-10 1973-09-06
JPS4919845A (en) * 1972-05-16 1974-02-21
JPS51106474A (en) * 1975-03-15 1976-09-21 Toshiharu Mizuno SOKUTEIRYUTAINOEIKYOOKENAI SAATSUKENSHUTSUHOHO
JPS57122332A (en) * 1980-09-27 1982-07-30 Tadano Tekkosho:Kk Pressure sensor
JPH02126103A (en) * 1988-11-07 1990-05-15 Hitachi Ltd Capacitive strain gauge
JPH0745073U (en) * 1992-09-17 1995-12-19 添 財 黄 Pressure gauge
JPH10504387A (en) * 1994-08-16 1998-04-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Force or elongation sensor
JP2001517155A (en) * 1995-06-07 2001-10-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア High vertical aspect ratio multilayer thin film structure
US7252006B2 (en) * 2004-06-07 2007-08-07 California Institute Of Technology Implantable mechanical pressure sensor and method of manufacturing the same
JP2009537818A (en) * 2006-05-15 2009-10-29 メタケム インコーポレイテッド Bourdon pressure gauge sensing device

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